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。     

Mg-Al层状双金属氢氧化物的制备及其吸附性能研究

通过共沉淀法制备了Mg-Al层状双金属氢氧化物(LDHs)并对其进行Cr6+吸附性能的研究。动力学实验结果表明:Mg-Al水滑石对Cr6+的吸附效果明显,在2 h的时候就可以达到95%的去除率;热力学实验结果表明Mg-Al水滑石对Cr6+的吸附量随Cr6+浓度的增加初期快速上升而后趋于稳定。Mg-Al水滑石对Cr6+的等温吸附数据符合Langmuir方程。在25℃时Mg-Al水滑石对Cr6+的饱和吸附量高达68 mg·g-1;而后主要对吸附影响因素进行分析,结果表明Mg-Al水滑石受p H影响较大,溶液为中性时效果最佳;溶液中的无机阴离子会大大降低Mg-Al水滑石的吸附能力。     

层状双金属氢氧化物

正公开了层状双金属氢氧化物(LDHs)及其可以制造的方法。水滑石进行制造过程中溶剂的处理步骤,具有高的比表面积和孔体积性质的水滑石。用于制备的LDHs呈现特定的溶剂使整体更加高效和环保的制造工艺。     

多壁碳纳米管/钴镍层状双金属氢氧化物纳米复合材料的制备及电化学性能研究

以硫酸钴（CoSO₄·7H₂O）为钴源、硫酸镍（NiSO₄·7H₂O）为镍源,通过水热法将多壁碳纳米管（MWCNTs）嵌入到钴镍层状双金属氢氧化物（CoNi-LDHs）中合成CoNi-LDHs/MWCNTs复合材料。通过FT-IR、FE-SEM、XRD等分析方法对复合材料的微观组织结构和表面形貌进行表征,并通过循环伏安、恒流充放电以及交流阻抗谱等测试方法对该材料的电化学性能进行研究。结果表明,当反应体系中引入MWCNTs后,CoNi-LDHs颗粒均匀地嵌入碳纳米管网络中,与碳纳米管紧密结合交错在一起,增大了材料的表面积,为氧化还原反应提供了丰富的活性位点;在电流密度为0.5 A/g下,复合材料比电容高达1 965.55 F/g,表明该复合材料具有优异的电化学性能。     

铁基层状双金属氢氧化物超级电容器电化学性能的研究

采用共沉淀法制备层状双金属氢氧化物(LDHs),通过X射线衍射(XRD),傅里叶变换红外光谱(FT-IR),扫描电镜(SEM)对其形貌与结构进行物理表征。采用循环伏安法,恒流充放电法等电化学常用方法系统地研究所组装成三电极体系超级电容器的电化学性能。该铁基超级电容器所需原料铁元素储备丰富、价格低廉,且制备方法简单,因而有望成为超级电容器制备中的备选材料。研究表明,当Ni~(2+)-Fe~(3+)层状双金属氢氧化物,镍和铁样品物质的量比为1∶1时,表现出较好的电容器性能;当电流密度为1A·g~(-1)时,其比容量达224.25F·g~(-1),并表现出良好的循环性能。     

Ni-Fe层状双金属氢氧化物的制备及性能研究

采用水热法制备了Ni-Fe层状双金属氢氧化物(Ni-Fe LDHs),研究了反应温度、反应时间、镍铁比和柠檬酸三钠用量对Ni-FeLDHs生长的影响,并研究其对甲基橙和亚甲基蓝的吸附性能.利用X-射线衍射、扫描电镜和交变梯度磁强计等测试方法研究了工艺条件对Ni-Fe-LDHs形貌、粒径、结晶性和磁性能的影响.实验结果表明:延长反应时间或升高反应温度都不利于得到结晶性好的Ni-Fe-LDHs.镍铁比对样品的结晶性和形貌有重要影响;镍铁比为2∶1,样品的结晶性和磁性能最好,增加镍铁比,得到片层组装形成得花状结构;镍铁比为3∶ 1时,Ni-Fe-LDHs对甲基橙和亚甲基蓝表现出良好的吸附性.     

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。     

镍钴双金属氢氧化物/乙炔黑复合材料的制备及其电化学性能

以氯化钴和氯化镍作为钴源和镍源,六次甲基四胺作为沉淀剂,采用水热法合成镍钴双金属氢氧化物/乙炔黑复合材料,并研究其作为超级电容器电极材料的储能性能。借助X射线衍射和扫描电镜表征手段研究乙炔黑的加入对所得镍钴双金属氢氧化物复合材料结构和形貌的影响。采用循环伏安、恒电流充放电及循环稳定性等电化学测试手段对该复合材料的储能性能进行研究。结果表明：乙炔黑的加入能有效改善镍钴双金属氢氧化物的分散性,同时降低电极材料的电子转移阻力,进而提高镍钴双金属氢氧化物的储能性能。当电流密度为7A/g时,经过500次恒电流充放电后复合材料的比电容量保持率为97%,体现出较好的循环稳定性能。     

制备不同形貌层状复合双金属氢氧化物研究进展

近年来,基于层状复合金属氢氧化物(Layered Double Hydroxides,LDHs)的制备和应用方面研究得到了学术界和产业界的广泛关注。以产物形貌为角度综述了近年来不同形貌LDHs可控合成研究进展,比较分析了三维结构(花状球形结构、空心球、其他特殊形貌)、二维结构及一维结构LDHs制备方法和形成机理,并提出了LDHs形貌可控合成的发展方向。     

聚氨酯/层状双金属氢氧化物复合膜的制备和性能研究

利用静电纺丝设备制备了层状双金属氢氧化物(LDH)增强的聚氨酯(PU)电纺复合膜(复合膜),采用扫描电子显微镜(SEM)、广角X射线衍射(WAXD)、电子万能试验机、差热式扫描分析仪(DSC)和热重分析仪(TG)对PU/LDH复合膜的形貌、力学性能以及热稳定性进行了分析。研究结果表明,添加少量的LDH就能使复合膜强度有明显提高,当LDH含量为1%(质量分数)时复合膜的强度提高到16.2 MPa左右,相对电纺制备的纯PU膜,提高幅度约为217%;而PU/LDH复合膜的断裂伸长率保持了较高的水平,达到了约165%。扫描电镜(SEM)显示,加入LDH有利于电纺,所得纤维的直径有小幅度下降。WAXD分析结果表明,LDH在PU中并未形成插层结构,LDH与PU的混合类似于传统共混过程。DSC分析结果表明,LDH对PU软段的玻璃化转变温度无显著影响,但是对PU硬段的结晶有一定的促进作用。TG分析结果表明,复合电纺膜的起始分解温度相对PU电纺膜有一定程度的降低。     

氧化铁/层状双金属氢氧化物复合材料的制备

制备由不同结构单元组成的复合材料是提高材料性能的一种有效方法.分别采用两种方式(双滴共沉淀法和LDHs层板附着生长法)制备Fe3 O4/层状双金属氢氧化物(LDHs)复合材料.利用X-射线衍射、电子显微分析和红外光谱等测试方法研究了LDHs和Fe3 O4的复合方式对复合材料形貌、粒径和结晶性能的影响.同时对比分析了两种制备方案得到的Fe3OJLDHs复合材料生长规律.实验结果表明,采用双滴共沉淀法制备的Fe3OJLDHs复合材料具有层状结构和良好的结晶性.     

层状双金属氢氧化物的研究进展

主要介绍了层状双金属氢氧化物(LDH)的基本结构,以及共沉淀法、溶液混合法、离子交换法等制备方法,并分析了pH,碱溶液浓度等制备过程中的影响因素,同时介绍了LDH对于污水中重金属离子,如As(III)等的吸附去除.可以看出,pH,碱溶液浓度和金属阳离子的摩尔比均可以较大程度影响LDH的制备.同时当使用未焙烧的LDH进行...     

提高层状双金属氢氧化物水中吸附性能研究进展

介绍了LDH这类绿色环保、结构独特、理化性能优异的高效吸附剂,归纳了国内外科研工作者对于LDH材料在水处理方面的研究成果,分析了LDH吸附性能的影响因素并解释了污染物的吸附机理。认为吸附剂的吸附能力与自身结构和特性有关,可以通过增大比表面积和改变表面化学性质来提高吸附剂吸附性能。表面改性使LDH具有吸附专向性,提高了对特定污染物的吸附效率;改变形貌结构增大了吸附剂的比表面积和孔隙率,为LDH提供更多的吸附位点,为离子转输提供了有利条件。     

模板法制备层状锰酸锂正极材料及其电化学性能研究

以商业级大孔径硅胶为模板,利用硅胶的多孔结构制备了具有纳米尺寸的层状锰酸锂正极材料(o-LiMnO_2),采用XRD、SEM和N_2吸附技术对样品进行表征,结果表明模板法制备的LiMnO_2结晶度较好,纯度较高,颗粒尺寸大约30 nm左右.用循环充放电测试考察了产物的电化学性能,结果显示了模板法制备的层状锰酸锂具有较好的电化学循环性能,30次充放电后仍能保持较高容量,而未采用模扳法制备的微米级材料容量衰减严重.     

纳米层状双金属氢氧化物的制备及结构表征

采用恒定pH 12±0.2,按n(Mg2+)∶n(Al3+)∶n(OH-)∶n(CO2-3)=6∶2∶16∶1配制溶液,采用一步反应液相法,制备纳米层状双金属氢氧化物(LDH)粉体.为了获得无团聚、分散均匀的纳米粉体,探讨了溶剂置换干燥、真空干燥、常压干燥对纳米LDH粉体形成团聚的影响;用X射线衍射仪、透射电镜、红外光谱仪和元素分析仪对样品的物相、形貌、粒径和组成进行了表征.结果表明,溶剂置换干燥能够有效防止纳米粉体形成硬团聚,样品分散性好,呈针状形态,长50 nm,宽5 nm.     

铜钛层状双金属氢氧化物的制备及对脱硫性能的研究

天然气作为一种新兴的低碳能源,正逐渐取代煤炭、石油等传统化石能源。然而,部分天然气中含有乙硫醇、羰基硫等硫化物,对于工艺的进行与设备的使用造成许多不利影响。因此,该研究采用水热法制备不同摩尔比例的Cu-Ti层状双金属氢氧化物,通过XRD、FT-IR表征了它们的结构特征,使用固定床方式研究了它们对甲烷气中乙硫醇的动态吸附能力。结果表明,所合成的样品具有良好的层状结构与结晶度。以Cu-Ti摩尔比3∶1的样品脱硫效果最佳,其穿透吸附容量为12.48 mg·g~(-1)。     

共沉淀法制备球形LiFePO4及其电化学性能的研究

以H3PO4、FeSO4·7H2O和LiOH·H2O为原料采用共沉淀法制备了球形锂离子电池正极材料LiFePO4，并通过掺碳提高其电导率。利用X射线多晶体衍射仪和扫描电子显微镜对样品的晶体结构、表观形貌进行分析。结果表明，制备的LiFePO4为规则圆球形，粒径0.5斗μm，电导率大于10^-2数量级，具有3.3～3.4V左右的放电电压平台。0.5℃倍率下放电，共沉淀法合成样品首次放电容量为140.2mAh/g；循环15次后放电比容量为139.5mAh/g。     

层状双金属氢氧化物去除水中污染物研究进展

介绍了层状双金属氢氧化物的主要制备方法,共沉淀法、水热合成法、离子交换法、结构重建法和诱导水解法等,分析了不同制备方法合成的层状双金属氢氧化物的性质,包括结晶度、分散性以及可重生性能等;总结了层状双金属氢氧化物去除溶液中金属、阴离子、有机污染物的机理和能力。对未来的研究方向进行了展望,认为研究新的合成方法,将层状双金属氢氧化物原位生在其他材料上形成新的复合材料,是今后的研究重点。