镁铝水滑石的合成及其在废水脱磷中的应用研究

采用共沉淀法合成了镁铝水滑石,考察了镁铝比、沉淀剂用量、反应时间、搅拌速率、焙烧温度等对镁铝水滑石吸附磷性能的影响。实验结果表明:Mg/Al-LDH对水中的磷具有良好的吸附作用。其最佳制备条件为:Mg/Al摩尔比3:1、沉淀剂用量[16OH~-+CO_3~(2-)]/[6Mg~(2+)+2Al~(3+)]摩尔比1:1、反应时间3 h、搅拌速度300 r×min~(-1)。当吸附剂用量为0.3 g,水中磷的吸附率可达到100%。经过500℃焙烧3 h,吸附剂用量0.1 g时,吸附率比未焙烧的水滑石提高了18%。使用X射线衍射(XRD)、红外光谱(FT-IR)、比表面积及孔径分析仪(BET)等手段对镁铝水滑石的结构进行了表征。并对其吸附动力学进行了研究,其吸附动力学表现为假二级动力学。     

不同形貌镁铝水滑石的可控合成及 其对氯离子的吸附性能研究

以硝酸镁、硝酸铝为原料,尿素为沉淀剂,采用水热法在不同条件下合成了不同形貌的镁铝水滑石,通过SEM、XRD和BET等手段对合成的样品进行表征;研究了不同形貌水滑石及其焙烧产物对溶液中氯离子的吸附性能。结果表明:采用水热法添加乙二醇可合成棒状镁铝水滑石,添加乙醇可合成片状六边形镁铝水滑石,添加四丙基氢氧化铵可合成立方体镁铝水滑石。其中,添加乙醇制备的片状六边形纳米水滑石形貌规整均一,片间形成交叉支撑结构,比表面积为115.311 m2/g,对氯离子有较好的吸附性能,在室温条件下最大吸附容量为24.72 mg/g。经450 ℃焙烧后,焙烧产物吸附氯离子的能力大大增强,相同条件下最大吸附容量为96.07 mg/g,最优吸附条件：温度为35 ℃,投加量为2.0 g/L,pH值为8。     

以粉煤灰为原料制备镁铝水滑石

以粉煤灰为原料,将其焙烧后得到的熟料经过硫酸酸浸工艺处理得到含有铝离子的酸浸液,通过调节pH值将氢氧化铝析出,以其作为铝源,与氧化镁、碳酸钠在密闭条件下进行水热反应合成镁铝水滑石。Fourier变换红外光谱仪,X射线衍射和扫描电子显微镜对产物进行分析,结果表明:摩尔比n(MgO):n(Al(OH)₃):n(Na₂CO₃)=2:1:1,160℃反应14h,可以合成结晶度较好,物相纯净且片层结构较完整的镁铝水滑石。此外,初步考察了镁铝水滑石对磷吸附的可行性,当磷溶液浓度为20 mg/L,镁铝水滑石投加量为0.7 g时,去除率可达97.4%,pH值适用范围为4～10。     

改性镁铝水滑石对污水中磷酸盐的吸附性能研究

使用浸渍法制备了金属氧化物负载的镁铝水滑石,采用X射线衍射光谱(XRD)和傅立叶变换红外光谱(FT-IR)对水滑石及焙烧水滑石进行了表征。以模拟污水中的磷酸盐为污染物,对焙烧水滑石以及焙烧改性水滑石的磷酸盐吸附性能进行了评价。结果表明,负载金属氧化物可以促进镁铝水滑石对磷酸盐的吸附,其中焙烧温度是一个重要的影响因素。     

水滑石焙烧产物对阴离子染料靛蓝胭脂红的吸附特性

碳酸根型水滑石焙烧产物对阴离子染料具有特异的吸附性能。该研究考察了两种具有不同镁铝摩尔比的镁铝复合氧化物对靛蓝胭脂红的吸附性能,并探讨了焙烧温度、投加量、初始染料浓度、溶液初始pH以及共存阴离子这几个因素的影响。结果表明经过500℃焙烧处理后的水滑石对染料的去除效果最好,去除率高达95%,平衡吸附量高达811.5 mg/g（1.74 mmol/g）;且吸附过程不受初始溶液pH和共存阴离子的影响。水滑石焙烧产物直接用于印染废水处理,脱色率达68%~84%。     

硝酸盐溶液浓度对镁铝水滑石结构记忆效应的影响

用共沉淀法制备了镁铝水滑石,并进行XRD、N₂吸附-脱附、TG-DTA和FT-IR等表征。结果表明,制备的镁铝水滑石呈六方晶型,比表面积为121 m²·g^-1。研究了硝酸盐溶液浓度对水滑石结构记忆性的影响,发现400 ℃焙烧5 h的镁铝水滑石在硝酸铜和硝酸铁溶液中浸泡可以恢复水滑石结构,溶液浓度越低越容易恢复,同时NO₃^-插入水滑石的层间可以形成一种新型应用功能材料。     

不同形貌镁铝水滑石的可控合成及其对氯离子的吸附性能

以硝酸镁、硝酸铝为原料,尿素为沉淀剂,采用水热法在不同条件下合成了不同形貌的镁铝水滑石LDH-1、LDH-2、LDH-3。通过SEM、XRD、BET和EDS对合成的样品进行了表征;考察了不同形貌水滑石及其焙烧产物(LDO-1、LDO-2、LDO-3)对溶液中氯离子的吸附性能。结果表明:采用水热法添加乙二醇可合成棒状镁铝水滑石(LDH-1),添加乙醇可合成片状六边形镁铝水滑石(LDH-2),添加四丙基氢氧化铵可合成立方体镁铝水滑石(LDH-3)。其中,LDH-2形貌规整均一,片间形成交叉支撑结构,比表面积为115.311 m2/g,在室温条件下,其对氯离子的最大吸附量为24.72 mg/g。LDO-2吸附氯离子的最优操作条件:温度为35℃,pH值为8,焙烧温度为450℃。在此条件下,焙烧产物(LDO-2)吸附氯离子的能力大大增强,最大吸附量为96.07 mg/g。     

锆掺杂镁铝水滑石去除水中氟离子的研究

采用共沉淀法制备出锆掺杂镁铝水滑石,将焙烧产物作为吸附剂用于去除水中氟离子的研究。结果表明,不同镁铝比吸附剂除氟效果有明显差异,其中以镁铝比为3:1除氟效果最好;掺杂锆后吸附剂除氟效率明显提高,除氟率可达到98.7%。详细考察了水滑石焙烧温度、吸附温度、时间、溶液pH及吸附剂用量等因素对吸附剂除氟效果的影响。在室温及空速45h-1条件下,锆掺杂镁铝水滑石成型吸附剂的动态除氟容量达到47.6 mg/g,表明其具有较高的吸氟容量和较快的除氟速率,在饮用水除氟方面具有较好的应用前景。     

新型氯离子吸附剂的制备及性能研究

利用低饱和共沉淀法、焙烧还原法,制备活性炭改性焙烧镁铝水滑石。将其作为吸附剂,处理质量浓度为100mg/L的含氯模拟废水。实验结果与传统水滑石比较,氯离子吸附率提高6.22%,成本降低35.42%。在性价比方面明显优于传统水滑石,具有明显的环境与经济效益。     

镁铝水滑石固体碱催化棕榈油醇解工艺研究

研究了镁铝水滑石固体碱催化棕榈油醇解反应,探索了镁铝水滑石固体碱的制备工艺.在镁铝摩尔比为2的条件下,水滑石固体碱的活性最好.最佳制备条件:料液pH=9,干燥温度为85℃,焙烧温度为500℃.考察了反应温度、反应时间、催化剂用量及反应物配比对醇解反应转化率和产物收率的影响.筛选出了固体碱催化醇解反应的最佳反应条件:温度为78℃,催化剂的质量分数为3%,反应时间为8 h,甘油得率质量分数为9%.     

镁铝复合氧化物催化合成丙二醇乙醚

以硝酸镁、硝酸铝和氨水为原料,通过共沉淀方法制备了一系列镁铝水滑石材料,经过焙烧处理后作为碱催化剂用于丙二醇乙醚的催化合成。采用X射线衍射、热分析、SEM、DTA-TG和CO^_2-TPD等手段对所制备的催化剂进行表征,结果表明,在实验范围所制备的催化剂均具有典型的镁铝水滑石结构。采用高压固定床反应器对催化剂进行活性评价,考察了形成沉淀的pH、晶化方式、原料中镁与铝物质的量比及焙烧温度等对镁铝水滑石及其衍生物的结构和催化活性的影响,研究了碱性与催化剂活性之间的关系,结果表明,镁与铝物质的量比为3和550 ℃焙烧的催化剂具有良好的催化合成丙二醇乙醚活性。超声晶化的方式可以提高镁铝水滑石衍生物的碱强度,但对镁与铝物质的量比不同的催化剂活性有着不同的影响。在（350～550） ℃,焙烧温度的提高可以增大催化剂的碱强度和碱量,催化活性也有显著提高,但进一步升高焙烧温度,催化剂的表面碱强度和碱量有所下降,催化活性也随之降低。     

Mg-Al类水滑石催化大豆油酯交换制备生物柴油

采用共沉淀法制备了不同n(Mg)/n(Al)比的Mg-Al类水滑石,在不同温度下焙烧得到复合氧化物,作为大豆油与甲醇反应制备生物柴油的催化剂。结果表明,未焙烧Mg-Al类水滑石的催化活性较差,而n(Mg)/n(Al)=3的类水滑石在450℃焙烧时具有极高的催化活性。在反应温度65℃,醇/油15,催化剂用量为大豆油质量的2%,反应3 h,生物柴油产率可达97.4%。催化剂回收再用性能良好,重复使用3次,生物柴油收率仍在90%左右。     

Activation of Mg–Al hydrotalcite catalysts for transesterification of rape oil

Mg–Al hydrotalcites with different Mg/Al molar ratios were prepared and characterized by powder X-ray diffraction (XRD), Fourier-transform infrared spectra (FTIR), thermogravimetric apparatus and differential thermal analysis (TGA-DTA) and scanning electron micrograph (SEM). It was confirmed by XRD that the materials had hydrotalcite structure. The hydrotalcite catalyst calcined at 773 K with Mg/Al molar ratio of 3.0 exhibited the highest catalytic activity in the transesterification. In addition, a study for optimizing the transesterification reaction conditions such as molar ratio of the methanol to oil, the reaction temperature, the reaction time, the stirring speed and the amount of catalyst, was performed. The optimized parameters, 6:1 methanol/oil molar ratio with 1.5% catalyst (w/w of oil) reacted under stirring speed 300 rpm at 65 °C for 4 h reaction, gave a maximum ester conversion of 90.5%. Moreover, the solid catalyst could be easily separated and possibly reused.     

Unprecedented selectivities in aldol condensation over Mg–Al hydrotalcite in a fixed bed reactor setup

Aldol condensation of furfural with acetone (molar ratio 1:10) was carried out in a flow fixed bed setup at 50 °C using calcined hydrotalcite with Mg/Al of 3 as a catalyst. Complete conversion of furfural and stable catalyst performance was obtained during the initial 50 h on stream. This period was followed by a rapid catalyst deactivation. In contrast to previous reports, higher molecular weight products that were identified as products of successive aldol condensation of acetone with furfural were observed. Their concentration was time-dependent with a maximum formation after 10 to 30 h on stream.     

镍铝水滑石的合成及其剥离表征

通过控制变量如镍铝摩尔比、镍铝与尿素的摩尔比、反应时间、反应温度,利用尿素法合成了一系列镍铝水滑石,旨在找到适合于剥片的水滑石;并且研究了剥离后水滑石的形态和光学特性。借助XRD和SEM分析发现,在n(Ni)∶n(Al)∶n(尿素)=3∶1∶9、反应温度为180℃、反应时间为24 h时,能得到规整度最好、粒径最大的水滑石样品。同时对在该反应条件下得到的样品进行振荡剥离,用AFM表征其剥离厚度为1.5~4.0 nm、粒径约为20 nm;同时,利用UV-Vis测定剥离胶体样品的光学特性,发现胶体质量浓度与吸光度之间符合线性规律。     

焙烧温度对双金属催化剂甲苯加氢重整反应催化性能的影响

以类层柱Ni-Co/Mg(Al)O水滑石为前驱体,经不同温度焙烧制备了系列焦炉煤气中焦油模型化合物甲苯加氢重整制合成气催化剂. 在常压、反应温度800℃、水/碳摩尔比0.7和体积空速12000 h-1的条件下,在35 h评价时间内850℃焙烧的催化剂可完全转化甲苯,CH4和CO的平均产率分别为34%和66%,而低于750和高于950℃焙烧的催化剂活性较差. 850℃焙烧时催化剂比表面积较大,形成了尖晶石和固溶体,活性金属与载体间的相互作用较强,还原后活性金属颗粒小且均匀分布. 催化剂上有少量须状碳生成,绝大部分积碳可被H2消除,积碳是可逆过程.     

不同热解条件下硬脂酸根插层水滑石热解时形态变化的研究

采用共沉淀法合成了镁铝物质的量比为3的硬脂酸根插层水滑石,利用FT—IR、TEM等技术分析了不同焙烧温度和焙烧时间对该水滑石焙烧产物的组分及形貌的影响,获得了至今尚未见报导的卷曲较清晰完整的纳米管状的焙烧产物。     

焙烧态镁铝水滑石对刚果红的脱色性能研究

采用单滴法合成了n(Mg)/n(Al)=3的镁铝水滑石Mg3Al-LDH及其焙烧态产物Mg3Al-CLDH,并对刚果红溶液进行了吸附脱色试验。XRD分析结果说明合成的Mg3Al-LDH样品具有水滑石的典型结构,Mg3Al-CLDH在吸附刚果红阴离子后重新恢复为水滑石的层状结构。相同条件下Mg3Al-CLDH对刚果红的脱色率高于Mg3Al-LDH。对质量浓度为100mg/L的刚果红溶液,当Mg3Al-CLDH投加量为0.7g/L,pH值为5～10时,室温下反应40min,脱色率可达99%以上。Mg3Al-CLDH重复再生4次循环利用,刚果红脱色率仍在90%以上。表明Mg3Al-CLDH能够有效吸附溶液中的刚果红阴离子,可用于水体中阴离子染料的脱色处理。     

Reusable high performance of calcined Mg/Al hydrotalcite for the removal of Navy Blue and Yellow F3G dyes

Water pollution with dye chemicals from apparel industries is a serious problem in the world.Since most of dyes are potentially have toxic and carcinogenic effects on human,it is important to remove them before they are discharged to the environment.Among many methods available for dyes removal in water,adsorption is the easiest and economically feasible that has no major obstacle for practical appli-cations.In the present study,we tested calcined Mg/Al hydrotalcite (Mg/Al CHT) prepared by co-precipitation technique as an adsorbent for the removal of Navy Blue (NB) and Yellow F3G (YF3G) dyes.Mg/Al CHT was characterized by using a Fourier transform infrared (FTIR) spectrometer,an X-ray diffrac-tometer (XRD) and a scanning electron microscope (SEM).The results showed that Mg/Al CHT was highly effective as an adsorbent for the removal of NB and YF3G under mild-acidic condition (pH 4) with removal capacities (b) according to Langmuir isotherm model were 7.97 × 10-4 and 5.80 × 10-4 mol·g-1,respectively.Kinetics study showed that the adsorption of NB and YF3D on Mg/Al CHT followed pseudo-second order with rate constant (kp2) 11.57 × 103 and 11.75 × 103 g·mol-1·min-1,respectively.The spent adsorbent can be easily regenerated by simply calcining it at 450 ℃ for 3 h.Adsorption test on the mix-ture of NB and YF3G showed that the adsorption capacity of Mg/Al CHT was eightfold higher than that of Mg/Al HT and the value was maintained with repeated use.