层状双氢氧化物在环境修复领域中的研究进展

层状双氢氧化物（layered double hydroxides,LDHs）具有优良的吸附与催化性能。作为一种近年来被环境领域密切关注的新型功能材料,LDHs被广泛应用于去除环境中的各种污染物。本文基于对过去十几年的文献与报道进行了聚类数据分析,介绍了LDHs的制备与改性方法,总结了LDHs在环境领域中的应用。基于LDHs优异的性能,针对污染场景对LDHs进行功能改性,能够实现对特定污染物的去除,解决相应的环境问题。本文详细阐述了LDHs对染料废水、畜禽养殖和制药废水中的染料、抗生素等有机污染物的吸附和降解机制,并探讨了LDHs对采选冶废水中重金属的去除机制以及富营养化水体中氮、磷的治理,展望了LDHs在农田修复和二氧化碳捕集与资源化领域中的应用。本文为LDHs在环境领域中的应用作出较全面的总结,同时指出了LDHs研究目前存在的局限与挑战,为未来研究提供方向与思路。     

层状双金属氢氧化物制备及其吸附性能研究综述

层状双金属氢氧化物(LDHs)由于具有结构可调控性和较高的阴离子交换容量的特性,作为吸附剂在水环境污染的治理中日益受到重视。有关LDHs在水体处理中作为吸附剂的应用的研究已经有广泛报道。本文针对国内外相关学者的研究成果,综述了LDHs的结构特性和合成方法,及其吸附污染物的种类并展望了今后LDHs在吸附领域的研究和应用方向。     

层状双金属氢氧化物的合成与应用

层状双金属氢氧化物（LDHs）是近来受到广泛关注的一类新型固体催化材料，具有碱性、氧化还原性和层间阴离子可交换性。本文综述了近年来层状双金属氢氧化物合成与应用方面的研究进展。主要包括LDHs及柱撑LDHs的合成方法，LDHs及其焙烧产物在碱催化、氧化还原催化和催化剂载体、功能材料、医药等领域的应用。     

LDHs材料的结构、性质及其应用研究进展

LDHs(layered double hydroxides)是一类具有双金属氢氧化物层结构的新型无机材料,其酸碱性、热稳定性、层间阴离子可交换性以及结构记忆效应等特性在诸多领域中得到了广泛应用,成为当前研究的热点。针对国内外研究现状,本文综述了LDHs材料的基本性质、层间不同种阴离子及插层阴离子的化学作用。在此基础上,概括了LDHs材料的制备、表征方法和相关领域的应用,介绍了其在不同溶剂中进行剥离的研究进展,指出能否将其工业化扩大生产是制约其应用的重要因素,同时也分析了当前需要解决的相关问题,为今后LDHs材料的研究提供借鉴。     

水滑石材料用于催化脱氢的研究进展

催化脱氢反应广泛应用于化工生产和制氢工艺领域,因此,开发高效且适应苛刻反应条件的脱氢催化剂十分关键.水滑石材料(LDHs)由于具有特殊二维层状结构、金属阳离子的灵活可调性以及插层阴离子的易交换性等特点,可为催化脱氢的应用开展许多智能化设计策略.首先,介绍了LDHs的催化用途及其作用机制,主要介绍了LDHs及其插层材料作...     

层状复合氢氧化物的结构调控及其吸附重金属离子的研究进展

层状复合氢氧化物（LDHs）是具有特殊层状结构的阴离子黏土,具有化学组成可调、比表面积大及结构记忆效应独特等性质,在废水处理方面备受关注。调控LDHs自身结构,是进一步扩大其应用范围、提高其吸附性能的有效途径。该文介绍了LDHs特殊的层状结构和其自身性质;总结了LDHs最常用的制备方法,即共沉淀法、离子交换法、尿素水解法、煅烧复原法和溶胶-凝胶法等,分别介绍了各种制备方法的原理和特点;综述了LDHs的结构调控对其吸附重金属离子性能的影响,并总结了LDHs对重金属离子的吸附机理;最后,指出了目前LDHs在处理含有重金属离子废水研究中面临的挑战,并对该材料未来的研究方向和发展趋势进行了展望。     

层状双氢氧化物的可控合成及功能化研究进展

层状双氢氧化物（LDHs）作为一种低成本、表面带正电荷、结构与组成高度可调变并能进行插层反应的二维无机材料备受关注。目前合成出分散性良好、粒径分布范围窄以及可调结构和组成的LDHs具有一定挑战性,再加上为了满足不同应用的实际需求,需要将其他功能组分与含有复杂结构（化学修饰）的LDHs进行组装形成功能化LDHs材料,这对其结构设计和制备方法的策略提出了新的挑战。因此,本文将目光聚焦在LDHs的可控合成、表面化学修饰、功能化复合材料方面的研究上,归类总结了研究者们在设计制备功能化LDHs方面所做的贡献,分析了功能化LDHs复合材料在不同领域应用的特点和作用,提出进行创新结构设计和合成方案简易化将是今后构建功能化LDHs复合材料的研究重点。     

药物-LDHs复合物的制备及应用

LDHs是典型的阴离子层状材料,其具有良好的层间离子可交换性、可柱撑性和可剥离-重组性,通过这些性能可以构建新型功能材料,拓宽其应用领域。重点介绍LDHs的结构、性能及其药物-LDHs复合物的制备和应用在医药方面的优越性。     

水滑石的制备及其阻燃性能研究进展

由于聚合物受热易燃烧,常存在火灾风险,通常需要引入阻燃剂来提升其阻燃性能。水滑石(LDHs)因其无卤、无毒且抑烟性能优异,在阻燃领域受到了越来越多的关注。基于此,对LDHs的结构、制备方法及其阻燃机理进行了介绍,特别是对提高LDHs阻燃性能的途径即从层板阳离子掺杂、层间阴离子插层和表面改性进行了重点综述,并对不同结构LDHs的阻燃机理及阻燃性能进行了总结,最后展望了LDHs作为阻燃剂今后的发展趋势。     

LDHs及其复合材料处理重金属废水的研究进展

面对水体中威胁人类健康的重金属污染,研制吸附效率高、成本低、绿色无污染且对多种重金属离子具有吸附效果的吸附剂是国内外学者共同努力的一个重要方向.层状双氢氧化物(LDHs)是一类具有较大比表面积和较高阴离子交换容量的层状结构化合物,在重金属废水处理方面具有潜在吸附优势.基于前人的研究,分别综述了部分层状双氢氧化物及其复合材料在处理废水中重金属阳离子、重金属阴离子及类金属离子方面的研究进展;在此基础上,总结了层状双氢氧化物及其复合材料在处理重金属废水过程中的作用机理.对开发研制高效、经济、可再生的用于处理含多种重金属离子废水的层状双氢氧化物类吸附剂具有参考价值.     

共沉淀法制备Zn-Al水滑石

锌铝水滑石是层状双羟基金属氧化物（LDHs）的一种,是一类阴离子型层状功能材料,由于其特殊的层状结构与物理化学性质,在催化、水污染处理、塑料工艺、电工行业、医药和分离等领域,有着广泛的应用。本文采用共沉淀法制备出系列Zn-Al LDHs,采用X-射线衍射、红外光谱、激光粒度分析等表征手段对样品进行分析和表征。考察了滴定方式、pH值及Zn/Al摩尔比对产物结构和粒度的影响,从而得出制备Zn-Al LDHs的最佳条件。结果表明,采用恒定pH值法,在pH=10、Zn/Al摩尔比为3/1的条件下,制得的Zn-Al LDHs晶型完整且粒度分布较窄。     

纳米层状双金属氢氧化物的制备及光催化性能研究进展

半导体光催化剂因其高效、生态友好、成本低等优点,可用于解决能源与环境问题。层状双金属氢氧化物(LDHs)是一类由两种或两种以上金属阳离子组成的金属氢氧化物,结构由主体层板和层间的插层阴离子及水分子相互交叠构成。LDHs纳米材料具有带隙可调、比表面积大、种类多样、成本低廉并且易与其他材料复合实现功能化等优点,因此LDHs纳米材料在光催化领域中表现出良好的应用前景。本文系统综述了近年来LDHs纳米材料的制备方法及其在光催化分解水制氢、吸附和降解有机染料,以及光催化还原二氧化碳等光催化领域的最新研究进展,为未来高性能LDHs基纳米催化材料的制备及催化性能调控提供了一定的参考。     

水滑石基电极材料的结构调控及电化学储能应用研究进展

水滑石是一种具有层板金属阳离子可搭配、层间客体可替代和高分散性的二维层板状纳米材料,在能量存储与转换应用领域获得广泛的关注和研究。但由于水滑石自身存在容易聚集和电导率差并且在电化学循环过程中易粉化的问题,因此需对水滑石基电极材料进行针对性结构设计,从而提高其电化学性能。系统介绍了水滑石材料的结构与性质特点和当下对其结构调控的研究进展。另外,还详细介绍了其在电化学储能领域的应用进展,主要包括锂离子电池和超级电容器电极材料领域,并展望了今后的研究趋势。     

层状双金属氢氧化物吸附剂的功能化改性策略

层状双金属氢氧化物（LDHs）是一类阴离子交换能力强、可调性好、热稳定性高、活性位点丰富的纳米吸附材料,在水中污染物的吸附去除方面呈现出巨大潜力。然而,官能团和结构组分的缺陷严重限制了原始LDHs的吸附性能和应用范围。利用不同改性策略对LDHs进行功能化处理,能显著增强LDHs的污染物吸附容量、选择性、稳定性、可回收性以及适用范围。该文从LDHs吸附水中污染物性能的优化出发,重点综述了当前常用的插层、表面修饰、煅烧、复合组装、包埋、制膜等LDHs功能化改性策略,总结了其与水中各种污染物（无机非金属阴离子、重金属离子、染料以及抗生素）之间的作用机理。此外,还阐述了相应的再生手段。最后,简要提出了功能化LDHs吸附剂的优势以及后期研究可能面临的障碍,并对其广阔的应用前景进行了展望。     

Effective concentration of dichromate anions using layered double hydroxides from acidic solutions

Chromate anion was effectively concentrated on an anion exchanger, layered double hydroxide (LDH), from aqueous solution. The LDHs used in this study were synthesized by hydrothermal reactions using urea hydrolysis as reported previously (Ogawa and Kaiho, 2002). The ion exchange was conducted at pH = 3 to concentrate larger amount of dichromate (Cr₂O₇^2 −). The adsorption isotherms indicated the strong interactions of chromate anions with LDHs. Among the tested LDHs (MgAl, NiAl, CoAl, and LiAl-LDHs), LiAl-LDH gave the best result in terms of the adsorbed Cr amount. Since the reaction was started from carbonate forms of layered double hydroxides, only the carbonate anions are released to the environment after the anion exchange. All these facts indicated that the present layered double hydroxides are promising materials for the environmental remediation from Cr contaminated water. If compared with commercially available LDHs and those synthesized by the conventional co-precipitation methods, the LDHs synthesized by hydrothermal reaction using urea hydrolysis were shown to be superior because of the stability and the ease of solid–liquid separation after the ion exchange.     

Layered double hydroxide-based core-shell nanoarrays for efficient electrochemical water splitting

Electrochemical water splitting is an efficient and clean strategy to produce sustainable energy productions (especially hydrogen) from earth-abundant water. Recently, layered double hydroxide (LDH)-based materials have gained increasing attentions as promising electrocatalysts for water splitting. Designing LDHs into hierarchical architectures (e.g., core-shell nanoarrays) is one of the most promising strategies to improve their electrocatalytic performances, owing to the abundant exposure of active sites. This review mainly focuses on recent progress on the synthesis of hierarchical LDH-based core-shell nanoarrays as high performance electrocatalysts for electrochemical water splitting. By classifying different nanostructured materials combined with LDHs, a number of LDH-based core-shell nanoarrays have been developed and their synthesis strategies, structural characters and electrochemical performances are rationally described. Moreover, further developments and challenges in developing promising electrocatalysts based on hierarchical nanostructured LDHs are covered from the viewpoint of fundamental research and practical applications.     

以泡沫镍为基底的纳米片层状Ni2+-Fe3+-V3+LDHs的制备及其电催化析氧性能研究

电催化分解水是能量转化和储存的一种重要形式,析氧半反应是其速率决定步骤。利用一步溶剂热法制备了以泡沫镍为基底的纳米片层状Ni-Fe-V LDHs催化材料,研究了N,N-二甲基甲酰胺用量、总金属离子浓度的变化对产物的物相、形貌、电催化析氧性能的影响,并对产物进行了XRD、SEM、I/E、EIS等表征。研究结果表明,当N,N-二甲基甲酰胺用量为5 mL,总金属离子浓度为40 mmol/L时所得的Ni-Fe-V LDHs的纳米片,在1 mol/L KOH介质中,电流密度为10 mA/cm^2时,其析氧超电势仅为267 mV,具有优异的电催化析氧性能。