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，提出了功能化LDHs吸附剂的优势以及未来研究可能面临的障碍，并对其广阔的应用前景进行了展望。     

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的构筑及其处理水体中抗生素的研究进展

层状双金属氢氧化物（LDHs）作为具有结构独特、性能优良等优势的功能材料,具有层间阴离子易与周围环境进行交换、层板间高度可控且活性位点丰富等特点,因而在环境净化领域具有极大的应用潜力。本文系统梳理了LDHs的结构特点,介绍了LDHs及其复合材料的合成方法,从阴离子的种类、金属摩尔比、反应温度和时间方面,总结了不同合成工艺条件对LDHs性能的影响;综述了LDHs及其复合材料应用于去除水体中抗生素的研究进展,系统分析了LDHs性能和去除抗生素作用机制的相互关系,并重点介绍了吸附法、催化法以及膜分离法去除抗生素的作用机制;最后指出了目前已有研究中存在的问题,并对开发新型LDHs应用于去除水体中抗生素的研究前景进行了展望,提出了探明LDHs构筑过程的真实结构及构筑规律,以及构筑具备去除多种抗生素类污染物的新型LDHs,这是该领域未来研究的主要发展方向。     

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。     

介孔金属有机框架材料吸附水中重金属离子研究进展

介孔金属有机框架材料（介孔MOFs）相较于传统吸附剂具有孔径大、孔隙率可调、比表面积大、官能团丰富,便于功能化改性修饰等优点,可高效地吸附水体中重金属污染物。本文介绍介孔MOFs的特性、合成策略及四种合成介孔MOFs的方法,重点分析四种方法的介孔形成机理及其所面临的问题,并将四种合成方法的优劣进行了比较。详述介孔MOFs吸附去除水中重金属离子、类重金属阴离子以及放射性金属离子的研究进展;介绍了介孔MOFs在吸附去除重金属离子方面的可重复利用性;阐述介孔MOFs吸附去除水中重金属污染物的作用机理。对介孔MOFs成本高昂、合成条件苛刻、回收利用难等问题提出了优化方向,指出提高介孔MOFs的水稳定性、易回收利用、简便绿色合成技术以及痕量去除将是未来的研究方向。     

沸石材料的改性及其对水体污染物的吸附性能

吸附法以其选择性强、操作简易、二次污染少等优势逐步成为污水处理的重要方法。天然沸石材料具有孔腔结构丰富、吸附成本低廉以及吸附性能高等优势,但存在选择吸附性差、与水相分离困难、再生成本偏高等问题。通过改性,可以为沸石吸附剂对阴离子污染物的吸附提供更多吸附活性位点。本文基于沸石材料改性制备的国内外最新研究进展,总结了不同改性材料制备复合吸附材料的研究工作,重点介绍了沸石材料改性方法及其应用,进一步回顾了改性沸石材料对水中污染物的吸附性能和影响因素。通过改性提高沸石材料的选择吸附性能及吸附后的绿色再生将是推动沸石吸附材料规模化应用发展的核心。     

金属有机骨架材料吸附去除环境污染物的进展

金属有机骨架材料(MOFs)具有超高的比表面积、较高且可调的孔隙率、结构组成多样性、开放的金属位点和化学可修饰等优点,近年来在选择性吸附领域中的应用受到人们的广泛关注。本文综述了MOFs在液相吸附去除各种环境污染物方面的应用进展,包括吸附去除水中的有机污染物、重金属离子以及吸附去除燃油中的有机含硫化合物和有机含氮化合物;讨论了不同MOFs及改性MOFs对环境污染物的吸附性能及吸附机理,指出MOFs的孔结构、开放的金属位点、静电吸附作用、π-π键合作用、氢键作用、酸碱吸附作用等是影响MOFs吸附过程的重要参数或机理,而通过对MOFs进行有目的的功能化改性可以提升MOFs对目标污染物的吸附性能;最后展望了MOFs吸附去除环境污染物今后的研究热点。     

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。     

层状双金属氢氧化物(LDHs)吸附工艺对水中铬去除的试验研究

铬是现代工业生产排放过程中常见的污染物质,通常存在于水体和土壤等介质中,对人类和其他生物会造成危害。该文对层状双金属氢氧化物(LDHs)类材料去除水中铬的研究进展进行了总结。比较了不同LDHs类材料及改性后LDHs类材料去除铬的机制、影响因素及焙烧、复合等手段改性对LDH的结构及吸附性能的改变。改性后的LDHs材料的物理特性(如比表面积等)得到提升,同时吸附性能也得到改善。LDHs类材料吸附铬的主要机制为离子交换、溶解再沉淀、重构等。     

复合氨基改性Mg-Al LDH的制备及其CO_2吸附性能的研究

研究提出了一种层状双氢氧化物(LDHs)复合改性方法,分别以3-氨丙基三甲氧基硅烷(N1)和N-氨乙基-γ-氨丙基三甲氧基硅烷(N2)为改性剂,制备了一系列Mg-Al LDH,采用XRD、FT-IR、EA和TG等手段对制备的材料进行表征,考察氨基负载量对LDHs CO_2吸附性能的影响规律,优选出吸附性能优良的氨基改性LDHs,考察吸附温度等对其吸附性能的影响,并研究了其循环再生性能。结果表明,复合改性法克服了剥落法和阴离子表面活性剂法等常用的氨基改性方法难以进一步提高LDHs氨基负载量的不足,得到了具有较高氨基负载量的LDHs;Mg-Al LDH的CO_2吸附容量随氨基负载量的增大而增大,氨基负载量为6.20 mmol×g~(-1),在30℃、0.1 MPa纯CO_2环境下Mg-Al N2吸附容量高达2.26 mmol×g~(-1);在考察温度30~90℃,温度越高,吸附容量越小;Mg-Al N2在140℃下脱附完全,循环使用5次后,其结构与性能基本不变。     

功能化木材在水污染净化领域的研究进展

木材在工业废水治理领域拥有独特优势,如绿色、可再生、原料易得、适用范围广等。本文简单介绍了以木材为原料,通过脱木质素、功能纳米材料负载、官能团修饰等方法制备新型功能化木质复合材料（如：木材滤膜、木材气凝胶吸附材料、木材海绵等）,并用于净化含有重金属离子、微生物、有机物染料、油污等工业废水的相关研究进展。分析了制备工艺、改良方法等对木材过滤与吸附废水中污染物种类、降解效率、吸附容量、杀菌效果以及循环使用性的影响,并指出了木质复合材料在水污染净化领域存在的潜在问题与未来应用前景。     

复合改性蒙脱土在污水处理中的应用研究进展

随着经济社会的发展，污水处理问题已成为人们关注的热点。蒙脱土因孔结构丰富、储量丰富且廉价易得而被广泛用于污水处理领域，目前关于蒙脱土吸附材料的研究多采用酸改性、有机改性等于单一改性手段提升其吸附能力，但单一改性蒙脱土存在功能单一、活性较差等问题。诸多研究者将目光集中于复合改性，文章对复合改性蒙脱土，酸-有机改性、无机-有机改性和有机阴离子-阳离子活性剂改性等的研究进展进行了综述，并对复合改性蒙脱土的制备过程和吸附机理进行了分析。提出今后复合蒙脱土研究的主要方向是合成可利用多种方式实现对所有污染物的无差别处理且易于从溶液中分离再生的蒙脱土，如合成既有吸附性，又有光催化和Fenton氧化能力的复合改性蒙脱土，以期为蒙脱土在实际污水处理中提供一定的理论参考。     

木质素衍生吸附材料及其在废水处理中的应用研究进展

木质素是一种广泛存在于植物中的天然酚类高分子,具有来源广泛、含氧官能团丰富、含碳量高等优点。对木质素进行修饰改性、复合、热解炭化能够获得性能优异的木质素衍生吸附材料,在废水处理中具有广泛的应用前景。本文对木质素的分子结构特点进行了概述,总结了木质素基吸附剂的种类及其制备方法,详细介绍了木质素基吸附剂的修饰改性方法,如金属离子、含N、O、S官能团表面修饰以及复合改性等,并综述了木质素基吸附剂在染料、药物、重金属废水处理中的应用研究。最后,对木质素衍生吸附材料目前存在的问题以及未来的研究方向进行了总结和展望,如何实现木质素衍生吸附剂的可控制备和规模化生产,提高吸附剂在实际环境中的适用性是未来的主要研究内容。     

改性碳纳米管及其复合材料在废水处理中的应用现状及展望

碳纳米管（carbon nanotube, CNT）具有高比表面积、高吸附能力、优良的导电性和化学稳定性等,但其在水中存在分散性差和催化能力低等问题。为了提高其在废水处理中性能,需要对CNT进行改性,制备复合材料。本文总结了CNT表面改性和复合材料制备方法,论述了改性CNT及其复合材料在电化学氧化、电化学还原、电化学过滤、光催化和膜分离等处理技术中的应用研究进展,并就未来研究方向进行了展望。指出了CNT在未来废水处理方面应用的研究重点包括：①设计经济、方便、温和的改性路线,继续寻求获得新型高效改性CNT及其复合材料,并兼顾稳定性;②开发基于改性CNT及其复合材料特性的废水处理新装置和反应工艺;③关注因改性CNT及其复合材料流失引起的生物、生态效应。     

二氧化钛基复合材料对常见染料的去除性能及其机理研究进展

二氧化钛(TiO2)具有比表面积大、孔隙结构丰富、性质稳定、制造成本低且无毒等特点,可作为吸附剂和光催化剂用于吸附处理含重金属、有机染料等污染物的废水。本工作通过对TiO2吸附废水中常见有机染料影响因素进行综合分析,综述了不同影响因素对吸附效果的影响,并讨论了复合改性、掺杂改性以及有机溶液改性等方式对TiO2吸附染料性能的影响,文献表明通过改性手段可丰富TiO2的孔隙结构,提高TiO2基吸附材料的比表面积,增加其表面的活性位点,进而改善其吸附性能。吸附动力学和热力学数据分析表明,TiO2吸附废水中有机染料过程中动力学主要遵循准二级动力学模型,热力学符合Langmuir模型单分子层吸附或Freundlich模型。其吸附机理主要包括静电吸引、n-π堆积相互作用、氢键等。TiO2体系作为吸附剂吸附处理废水中的染料分子,具有高效、环保、绿色经济的优势,可在今后的废水处理领域中起到至关重要的作用,可以作为一种具备广阔应用前景的绿色材料而展开研究。     

用于环境净化的TiO2/AC复合材料的制备及其改性研究进展

二氧化钛（TiO₂）在光照下可以产生具有强氧化性能的活性基团,活性炭（AC）具有良好的吸附性能。将TiO₂负载在AC上制备的TiO₂/AC复合材料可以有效去除大部分难降解的有机污染物,因此在环境净化领域具有良好的应用前景。本文综述了TiO₂/AC复合材料的研究现状,介绍了目前TiO₂/AC复合材料的三种主要制备工艺：溶胶-凝胶法、溶剂热法和微波合成法。其中溶胶-凝胶法所制备的材料稳定性好、溶剂热法制备条件温和、微波合成法制备周期短。针对TiO₂/AC复合材料可见光吸收率低和量子利用率低等问题,介绍了离子掺杂、半导体复合、贵金属沉积等现有的TiO₂/AC复合材料改性方法。之后,概述了所制备的TiO₂/AC复合材料在去除难降解有机污染物（染料废水、药物类、酚类、挥发性有机物）中的应用。最后展望了TiO₂/AC复合材料在改性研究与实际应用过程中存在的挑战性问题及可行的解决方法,为TiO₂/AC复合材料深入研究和大规模工业生产应用提供参考。     

LDHs功能材料在建筑领域的应用研究进展

层状双（或复合）金属氢氧化物（Layered Double Hydroxides，LDHs）是一类具有特殊结构与功能的新型层状材料，因其独特的组成结构可调变性及记忆效应等特性使其在诸多领域获得广泛的研究和应用。综述了LDHs材料的组成、结构和性质以及近年来LDHs功能材料在混凝土、涂料、保温材料及其他建材中的应用进展。讨论了LDHs材料的特点和应用机理，并分析了当前LDHs材料存在的制备成本高、制备工艺条件苛刻、剥离困难及插层组装定位取向和机理分析不够成熟、用途较单一等问题。最后对LDHs在超分子功能材料及剥离重组等方面的开发使用进行了展望。