十二烷基磺酸鈉插層有機層狀雙氫氧化物制備及吸附性能研究.pdf

1、層狀雙氫氧化物(Layered double hydroxides，簡稱LDHs)是一類層板帶永久正電荷的具有水滑石層狀晶體結(jié)構(gòu)的功能材料。目前，有關(guān)LDHs的合成、性能及應(yīng)用研究已大量展開。由于其具有特殊的層狀結(jié)構(gòu)和獨特的物理化學性質(zhì)，可通過表面吸附、表面絡(luò)合、離子交換等作用對水體中污染物質(zhì)進行去除。但天然或人工合成的LDHs大部分具有親水性的表面結(jié)構(gòu)，更易與水分子等極性分子相結(jié)合，而對一些疏水性的有機分子去除效果較差。通過將有機陰離

2、子如十二烷基磺酸根引入層間，可制得有機LDH，其表面由親水性變?yōu)槭杷浴Ｏ噍^于普通LDH，有機LDH對有機類污染物的去除得到了較大的加強。
　　 本論文在綜合國內(nèi)外大量相關(guān)文獻的基礎(chǔ)上，分別采用離子交換法、結(jié)構(gòu)重建法及直接合成法制備了十二烷基磺酸鈉為層間陰離子的有機層狀雙氫氧化物，采用X-射線衍射圖譜、傅利葉變換紅外圖譜、元素分析、掃描電鏡、透射電鏡及熱重-差熱分析法等對合成材料進行了表征。對三種合成方法進行對比表明，采用結(jié)構(gòu)重

3、建法和直接合成法均可有效的合成層狀結(jié)構(gòu)良好，規(guī)整性良好的LDH-DSO，但直接合法合成更為便捷，且能耗較低。研究了該類吸附劑對水中腐殖質(zhì)的吸附效果和行為，并對吸附作用機理進行了分析討論。結(jié)果表明:
　　 相對于無機LDH，有機LDH的表面性質(zhì)由親水性變?yōu)槭杷?，它們對水體中有機類污染物的親和力大大的增加了。三種不同鎂鋁比（2∶1、3∶1和4∶1）的有機LDH對水體中腐殖酸的吸附量都遠遠大于無機LDH-CO32-。吸附過程包括特性

4、吸附和分配作用兩種方式，且符合一種“dual-mode model”方程。通過計算分別得到特性吸附作用和分配作用的貢獻量，結(jié)果表明:
　　 (1)在腐殖酸濃度較低時，特性吸附作用起主要作用，吸附等溫線是非線性的，符合Langmuir吸附等溫線;
　　 (2)當腐殖酸濃度較高時，分配作用起主導(dǎo)作用，吸附等溫線趨于線性。
　　 在吸附機理方面，雖然由于LDH表面由于疏水改性而與有機物的親和力大大增加，表面絡(luò)合及靜電相

5、互作用等特性吸附作用對吸附的貢獻要大于疏水性相互作用。吸附動力學曲線符合擬二級動力學方程。LDH-DSO在pH5-9范圍內(nèi)表現(xiàn)出緩沖作用，拓寬了其應(yīng)用范圍。NaCl離子強度的對吸附作用的影響不大。
　　 LDH-DSO對三種不同類型的染料（酸性染料、活性染料及堿性染料）都表現(xiàn)出了較強的吸附能力。在pH5-9范圍內(nèi)，pH值的變化對吸附效果的影響不大。吸附動力學曲線符合擬二級動力學方程。LDH-DSO對染料的吸附符合Langmuir