水滑石类插层材料的制备技术及应用

水滑石类插层材料(LDHs)具有特殊的层状结构,其组成、离子种类和数量、晶粒尺寸等参量都可以进行调控,使其具有特殊的性能,成为当前研究的热点.主要介绍了LDHs的基本结构、诸多性质、制备技术及应用领域,有助于更全面地认识LDHs以及对其研究的重要性.     

层状双氢氧化物的制备、表征及其催化应用

层状双氢氧化物.(LDHs)是一类重要的层柱状材料,因具有特殊的层状结构和组成,在吸附、催化等领域都占有重要地位.本文论述了LDHs可调控性的结构,介绍了LDHs和柱撑LDHs的主要制备方法,概括了主要的表征方法以及LDHs在催化领域的应用.     

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.     

层状双金属氢氧化物去除废水中重金属的研究

针对燃煤电厂脱硫废水中存在多种重金属离子的水质特点，采用模拟废水研究了层状双金属氢氧化物（LDHs）对重金属的去除效果和去除机理。采用共沉淀法制备了弗里德尔盐（Fs）和钙矾石（Ett）2种LDHs重金属吸附剂，探究了其投加量、废水初始pH和废水中共存离子对重金属去除效果的影响，结合动力学研究，阐释了LDHs对重金属的吸附机理。结果表明：当Ett和Fs投加质量浓度分别为0.15、0.07 g/L时，模拟废水中Zn（Ⅱ）、Cd（Ⅱ）、Pb（Ⅱ）、Cr（Ⅵ）的去除率均可达90%以上；当废水初始pH>5.0时，重金属去除率较为理想，均在80%以上，最佳pH为9.0；模拟废水中的共存离子对LDHs去除重金属存在干扰，但增加吸附剂投加量，废水中重金属残余量均能满足DL/T 997—2020排放标准；机理研究表明，LDHs可通过表面沉淀和同构取代实现对重金属阳离子的快速吸附，通过表面吸附和层间离子交换实现对重金属阴离子的高效去除。     

水滑石复合水泥基材料氯离子吸附能力的研究进展

以氯离子为诱导的钢筋锈蚀是造成混凝土耐久性问题的主要原因,其本质是氯离子通过材料基体的多孔结构在水泥基材料中扩散,并逐步迁移到钢筋表面,发生不利的物理化学反应。水滑石即层状双金属氢氧化物(LDHs)是一种新型延缓钢筋锈蚀的外掺材料,具有独特的层状结构和离子交换性质,可在特定的介质溶液中将客体阴离子与层间阳离子进行交换,达到吸附氯离子、延长混凝土结构服役寿命的目的。本文介绍了水滑石的结构性质、制备方法及氯离子吸附机理,总结了不同类型水滑石的氯离子吸附能力及相关研究成果。研究结果表明：水滑石复合水泥基材料的氯离子吸附性能受LDHs材料制备工艺、水泥基材料中孔隙液pH值及氯离子浓度影响,高温焙烧处理的水滑石对氯离子吸附效果更好;当LDHs掺量控制在1%～3%(质量分数)时,有利于改善水泥基材料的抗氯离子渗透性能。     

层状双氢氧化物材料在染料废水中的应用进展

层状双氢氧化物(LDH)凭借其特殊的层状结构、极强的可调控性等,已在水处理领域得到广泛关注.LDH除用于重金属吸附外,处理染料废水也表现出独特的优势.但由于单一的LDH存在耐酸碱性差、表面官能团少、化学稳定性差等缺陷,严重制约了其在处理染料废水方面的应用,为此,越来越多的研究者通过对LDH进行改性提高材料的吸附性能.首先归纳总结了LDH材料的常用制备及改性方法并比较了各方法的优缺点;其次,介绍了改性LDH材料对染料废水中离子的去除效果及其吸附机理,同时分析了不同环境条件(pH、接触时间、吸附剂用量等)对LDH基吸附材料吸附性能的影响;最后,对改性LDH材料的应用现状作出总结并对其未来发展方向作出展望.     

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。     

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。     

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。     

水滑石类材料在重金属废水治理中的应用进展

总结了水滑石类材料对重金属离子吸附机理主要为离子交换作用、记忆效应、螯合作用和表面吸附;重点介绍了国外关于未焙烧水滑石、焙烧态水滑石以及插层水滑石在重金属废水治理中的最新研究应用进展;指出利用构成水滑石层板及插入层间的离子种类和数量的可调控性,可制备一系列具有特殊性能的水滑石类材料,将极大拓宽水滑石材料在吸附领域的应用范围;同时水滑石类材料合成简单、易于分离、成本低廉及可重复利用,显示了其在重金属废水处理中的良好应用前景.     

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。     

镁铝水滑石在印染废水治理中的应用

镁铝水滑石是一种双金属层柱状化合物,因具有特殊的层间离子交换性能和结构记忆效应,可作为催化剂和吸附剂在废水处理中使用,并已展现出良好的应用前景。针对国内外研究现状,讨论了镁铝水滑石的结构、特性、制备方法及其在印染废水治理中的应用现状与最新研究进展。     

P型分子筛制备工艺的研究进展

概括P型分子筛的结构特点及吸附性能,分析了P型分子筛合成原理,综述了以不同原料制备P型分子筛的国内外研究进展。P型分子筛具有特殊孔道结构和良好的吸附性能,可广泛应用于工业废水中金属离子的去除,实现水体净化。通过合成原理分析可获得调控P型分子筛晶粒生长过程,抑制X型分子筛和方钠石等杂晶的出现,得到高纯度的P型分子筛。以天然矿物和固体污染物为原料,通过提取硅铝组分可制备性能较好的P型分子筛,尤其是采用固体废弃物为原料,不但扩充了其合成原料的来源,同时还实现了固体废弃物资源化利用,从降低成本和循环经济发展的角度来说这将是今后P型分子筛合成的发展趋势。     

废弃农林生物质处理重金属离子废水的研究进展

废弃农林生物质作为重金属离子废水处理领域的一种新兴吸附剂,以其原材料丰富、价格低廉等优点,受到国内外学者的广泛关注。综述了当前废弃农林生物质处理重金属离子废水研究进展,客观地分析了研究中所面临的难题,并对其未来的发展研究提出几点展望。天然的废弃农林生物质具有彼此相似的组成成分,对重金属离子的去除效果较好,经过改性后的产物对重金属离子的吸附性能显著提高。     

水凝胶吸附法去除水中重金属离子研究综述

水凝胶是一种具有三维网络结构的高分子材料,因其具有吸附性能强、环境友好、可具备特定功能等诸多优点而倍受环保研究人员的青睐。近年来水凝胶作为一种新型重金属吸附材料在水处理领域中得到了特别的重视,并取得了显著进展。对壳聚糖类、丙烯酰胺类、天然高分子接枝类三类代表性水凝胶的制备及吸附处理重金属废水的研究成果进行了较系统的梳理和总结,并对目前国内外的研究进展进行了分析和讨论,进一步指出了今后的研究重点和方向。     

绿锈的结构特征与反应活性

绿锈是一类含Fe（Ⅱ）和Fe（Ⅲ）的过渡态化合物,因制备成本低、还原吸附效率高、反应活性强和比表面积大等优势在国际上备受关注。绿锈具有层状双金属氢氧化物（LDH）夹层结构,能吸附重金属离子、有机阴离子以及无机离子而形成内层复合物;绿锈中亚铁形态具有较低的还原电位,其还原活性高,在碱性缺氧条件下对污染物的还原去除起关键作用,因而绿锈对水环境污染的修复起了重要作用。综述了绿锈用于废水处理及反应机理的最新研究进展,包括绿锈的制备表征、结构特点以及吸附还原机理等,同时对含结构态亚铁的绿锈应用存在的挑战、未来的发展趋势及前景进行了展望。     

吸附法处理重金属废水的研究进展

重金属废水是对环境污染最严重和对人类危害最大的工业废水之一,吸附法作为一种重要的处理重金属废水的方法已经得到广泛应用。本文介绍了近年来利用吸附法处理重金属废水的研究进展。根据吸附机理将吸附剂吸附重金属的方法分为化学吸附和物理吸附两大类,并对其研究现状进行了介绍。指出温度、吸附剂的用量、吸附时间、重金属离子的初始浓度以及溶液的pH值等吸附条件对吸附剂吸附重金属的影响,介绍了活性炭、沸石、壳聚糖、膨润土、生物吸附剂、废弃农作物、纳米材料、离子交换树脂、高分子吸附材料等9种吸附剂处理重金属废水的研究进展,同时对吸附法处理重金属废水的发展方向进行了展望。     

活性污泥吸附重金属离子的研究进展

从处理含重金属离子废水的现状出发,简述了活性污泥吸附重金属离子过程中的表面有机络合、离子交换及其它机理;讨论了温度、时间、pH值、污泥种类、预处理、重金属离子浓度等因素对活性污泥吸附重金属离子的影响,并对解吸方式进行了论述;综述了目前国内外有关活性污泥吸附重金属离子的最新研究成果,指明了进一步加强吸附机理和固定化技术以提高活性污泥应用性的研究是今后的方向。     

吸附法处理重金属废水的研究进展

吸附法处理重金属废水是将废水中的金属离子用吸附剂从水体中分离。介绍了黑曲霉牡蛎壳粉、改性沸石、机制竹炭、改性膨润、啤酒酵母、改性累托石等吸附剂对重金属废水的处理。对这些吸附法做了比较和评价,并对今后的研究方向提出了建议。