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。     

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。     

室温固相结合水热处理制备纳米Mg-Al层状双金属氢氧化物

采用室温固相反应结合水热处理制备了纳米层状双金属氢氧化物(LDHs)。利用X射线粉末衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、扫描电镜(SEM)、热重(TG-DTA)等分析方法对样品的物相、形貌、粒径、热稳定性进行了表征。研究结果表明经水热处理后,产品颗粒由不规则的团聚体转化为规则的六方形片状结构,改善了晶体结晶性能,生成了分散性良好的层状双金属氢氧化物。     

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.     

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。     

共沉淀法制备钴锰层状双金属氢氧化物及其电化学性能

通过共沉淀法制备钴锰层状双金属氢氧化物(CoMn-LDH)。在制备过程中,考察了钴锰摩尔比、碱浓度、晶化时间对材料形貌与电化学性能的影响。结果表明,当钴锰摩尔比为2∶1、碱浓度为2 mol/L、晶化时间为21 h时,在1 A/g的电流密度下,CoMn-LDH的比容量为952 F/g;经过1 000次充放电,比容量保持在92. 7%;电流密度从0. 5 A/g增加至10 A/g,比容量保持在79. 8%。     

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。     

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。     

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...     

镁铝层状双金属氢氧化物对水体中钒吸附的性能

随着我国工业的快速发展,钒污染问题日益突出。为了更好地处理水体环境中钒污染问题,本试验采用共沉淀法合成镁铝层状双金属氢氧化物(Mg-Al LDHs),通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶红外光谱(FTIR)3种表征手段对材料进行表征分析。结果表明,Mg-Al LDHs结构完整,结晶度较高,有良好的层状结构,符合典型的水滑石结构。另外,还对吸附剂与钒的等温吸附和吸附动力学进行了研究。等温吸附试验表明,Mg-Al LDHs对钒吸附的等温吸附曲线与Freundlich模型更为相符,对钒的最大吸附量达到394.64 mg/g,表明Mg-Al LDHs对钒的吸附行为发生了非均质分布多吸附位点吸附。吸附动力学试验表明,准二级动力学模型能够更好地描述Mg-Al LDHs对钒的吸附行为,说明吸附反应速率的控制步骤为化学反应过程。对比其他类型的吸附剂,Mg-Al LDHs对钒具有极高的吸附能力,且绿色环保,对治理阴离子形态钒污染水体具有极高的应用潜力。     

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。     

CaMgAl-层状双氢氧化物的制备及其对刚果红的吸附性能

以CaCl_2·2H_2O、Mg(NO_3)_2·6H_2O,Al(NO_3)_3·9H_2O为原料,采用共沉淀法制备了系列镁/钙摩尔比可调的CaMgAl-层状双氢氧化物(LDH)。对合成的CaMgAl-LDH样品的性能进行了表征,结果表明:在阴离子NO_3~-和Cl~-共存的溶液中,NO_3~-比Cl~-优先进入层间,且层间NO_3~-导致层间距明显增大,形成的CaMgAl-LDH产物具有良好的热稳定性。以刚果红(CR)为模拟污染物,研究了CaMgAl-LDH对水溶液中阴离子染料的吸附性能。结果表明:CaMgAl-LDH对CR的吸附行为符合准二级动力学方程,其等温吸附曲线符合Langmuir方程,对吸附过程Gibbs自由能(ΔG~0)、熵(ΔS~0)以及焓(ΔH~0)的计算证明对CR的吸附是自发的吸热反应。CaMgAl-LDH对CR具有优良的吸附性能,其中Ca_8Mg_2Al_5-LDH对CR的吸附效果最好,最大吸附容量为115.5mg/g,表明制备的CaMgAl-LDH是一种具有良好应用前景的阴离子染料吸附材料。     

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)。     

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.     

层状双金属氢氧化物在有机污染物吸附方面的应用

层状双金属氢氧化物(LDHs)因其独特的层状结构、较高的阴离子交换容量等优点,作为吸附剂在水环境污染中的治理日益受到重视,其中有关LDHs对有机污染物吸附的研究已有广泛报道。综述了LDHs及其焙烧产物层状双金属氧化物LDO去除有机物的种类以及影响吸附和离子交换过程的各项因素,包括材料的组成和结构、pH、温度、共存竞争物质等。除此之外,还进行了LDHs去除有机污染物的机理探讨。     

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。     

层状双金属氢氧化物形成机理的研究现状

近年来,层状双金属氢氧化物（LDH）凭借特殊的层状结构、极强的可调控性能、优异的环境兼容性及显著的应用效果等特点,在环保、催化、储能、传感等领域得到广泛关注。国内外多数研究集中于LDH可控合成工艺的改进完善及LDH的应用探索,但迄今对制备LDH时涉及其组成结构形貌的变化过程,即其形成机理的关注较少,相关机制解释模糊,深入研究其形成过程对于可控制备具有独特形貌和特定组成的LDH及开发更深层次的应用具有至关重要的作用。本文介绍了LDH层板形成机理的3个主要研究方向,即以二价金属氢氧化物的存在为基础、以三价金属氢氧化物的存在为基础和拓扑相变机制,并分别进行了阐述辨析及对比分析,发现LDH层板的形成是一个极其复杂的过程,多种机制往往共同作用,总结认为固液及液液反应在初期成核阶段占据主导地位,各自作用程度及不同层板构筑机制产生的主导作用易受到外界环境因素影响,而更为普遍的LDH形成机制解释需要归纳总结更多LDH层板构筑的区别和规律,宏观和微观上探索形成过程的内在机理及科学本质,以期为LDH开发拓展提供理论基础。