钙铝复合金属氢氧化物多孔材料的制备及其性能研究

发布时间：2022-11-05 01:39

　　在人类的工业生产和应用过程中,随着生产的需要含氯化合物极易形成大体量的含氯废水。而废水中氯离子浓度过高会造成诸多危害,对人类的生活造成严重影响,因此必须对高氯废水进行合理有效地处理。层状双金属氢氧化物（Layered double hydroxides,LDHs）俗称水滑石,是一类较为廉价的阴离子吸附材料,因LDHs材料的吸附性能受板层金属种类和材料的比表面积影响较大,因此,为了获得具有较高吸附性能的LDHs材料成了本研究的重点。在本文第三章中,为了获得具有较高吸附性能的LDHs材料,拟从金属板层种类和提高材料的比表面积作为研究方向,制备LDHs多孔材料,从而期望提高材料的吸附性能。在前期实验中发现Ca-Al-LDHs粉体材料对氯离子具有较好的吸附效果,因此以此为基准来进一步提高材料的吸附性能。在此研究中利用Ca-Al-LDHs粉体材料与硅源前驱体复合成功制备出以二氧化硅气凝胶为骨架并负载Ca-Al-LDHs纳米晶片的复合气凝胶材料。通过测试表明:Ca-Al-LDHs粉体材料在分散剥离体系中被成功的剥离成纳米晶片,并在以二氧化硅为骨架支撑的气凝胶中稳定存在,因此吸附活性位点大大增加,复... 

【文章页数】：52 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
1 绪论
    1.1 水体污染概况
        1.1.1 水污染现状
        1.1.2 水体污染物的分类及处理
        1.1.3 氯离子的来源及危害
        1.1.4 除氯方法
    1.2 LDHs概述
        1.2.1 LDHs的结构特点
        1.2.2 LDHs的性质
        1.2.3 LDHs的制备
        1.2.4 利用LDHs去除氯离子的研究现状
    1.3 本文的研究意义及内容
        1.3.1 研究意义
        1.3.2 研究内容
2 药品和测试
    2.1 仪器和原料
        2.1.1 实验仪器
        2.1.2 实验主要原料和试剂
    2.2 表征方法和测试手段
        2.2.1 LDHs剥离样的形貌分析
        2.2.2 热重-质谱在线分析
        2.2.3 X射线衍射分析
        2.2.4 N_2吸附-脱附测试
        2.2.5 氯离子吸附测试
3 二氧化硅骨架支撑剥离LDHs纳米晶片气凝胶的制备及吸附性能研究
    3.1 引言
    3.2 二氧化硅骨架支撑剥离LDHs纳米晶片气凝胶的制备
        3.2.1 水热共沉淀法制备不同金属板层的LDHs粉体材料
        3.2.2 不同钙铝比例金属板层的合成及吸附性能比较
        3.2.3 层状双金属氢氧化物粉体材料的高温焙烧
        3.2.4 Ca-Al-LDHs纳米晶片的制备
        3.2.5 二氧化硅前驱体的制备及性能测试
        3.2.6 二氧化硅骨架支撑剥离LDHs纳米晶片气凝胶的制备
            3.2.6.1 SEM分析
            3.2.6.2 BET分析
            3.2.6.3 XRD分析
    3.3 二氧化硅骨架支撑剥离LDHs纳米晶片焙烧态气凝胶的吸附性能研究
        3.3.1 掺杂LDHs纳米晶片气凝胶的用量对脱氯效果的影响
        3.3.2 溶液pH值和温度对材料脱氯效果的影响
        3.3.3 溶液初始氯离子浓度和吸附时间对材料脱氯效果的影响
    3.4 结论
4 一步溶胶凝胶法制备LDHs晶粒骨架气凝胶的制备及吸附性能研究
    4.1 引言
    4.2 Ca-Al层状双金属氢氧化物气凝胶的制备及表征
        4.2.1 Ca-Al层状双金属氢氧化物气凝胶的制备
        4.2.2 Ca-Al层状双金属氢氧化物气凝胶的结构表征
            4.2.2.1 SEM分析
            4.2.2.2 BET分析
            4.2.2.3 XRD分析
    4.3 一步溶胶凝胶法制备LDHs晶粒骨架焙烧态气凝胶的吸附性能研究..
        4.3.1 钙铝金属板层比例和溶液pH对材料单位吸附量的影响
        4.3.2 溶液初始浓度和温度对氯离子单位吸附量的影响
        4.3.3 吸附平衡时间对氯离子的单位吸附量的影响
    4.4 结论
5 结论
    1.二氧化硅骨架支撑剥离LDHs纳米晶片气凝胶的制备及性能研究
    2.一步法溶胶凝胶法制备LDHs晶粒骨架气凝胶的制备及性能研究
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间发表的学术论文及研究成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]中国工业污染重心与经济重心转移路径对比分析[J]. 马姣娇,赵永琪,徐颂军.  城市与环境研究. 2016(02)
[2]水滑石的制备及应用进展[J]. 徐坚,潘玉妹,陈强,吴石山.  中国塑料. 2016(04)
[3]工业废水中氯离子去除技术的综述[J]. 宋波,王安.  科技创新与应用. 2015(18)
[4]The International Agency for Research on Cancer（IARC） evaluation of the carcinogenicity of outdoor air pollution:focus on China[J]. Dana Loomis,Wei Huang,Guosheng Che.  Chinese Journal of Cancer. 2014(04)
[5]水滑石类阴离子型插层材料的结构、性质、制备及其在催化领域的应用[J]. 霍彦杉,祝琳华,杨劲,孙彦琳.  硅酸盐通报. 2013(03)
[6]用天然水镁石球磨法制备Mg-Al水滑石的实验研究[J]. 王明军,廖立兵,杜高翔.  人工晶体学报. 2012(03)
[7]焙烧水滑石对氯离子的去除性能研究[J]. 胡玉才,任玉华,荣明霞,王芳芳,吕菊波,刘春苹,刘淑芬.  化学工程师. 2005(02)
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博士论文
[1]层状双金属氢氧化物的制备、表征及硫酸根和氟离子吸附性能研究[D]. 刘吉明.太原理工大学 2015
[2]中国流域水污染规制研究[D]. 张颖.辽宁大学 2013
[3]中国沿海地区经济增长与海洋环境污染关系实证研究[D]. 王光升.中国海洋大学 2013
[4]层状双金属（氢）氧化物对卤离子的吸附和离子交换性能研究[D]. 吕亮.北京化工大学 2005

硕士论文
[1]水滑石的制备及其催化氧化反应[D]. 王珍.大连理工大学 2016
[2]LDHs材料固化氯离子机理及其在水泥基材料中的应用[D]. 陈宇轩.武汉理工大学 2015
[3]铜冶炼污酸蒸发浓缩除氟、氯、砷实验研究[D]. 刘晓来.江西理工大学 2014
[4]阴离子型层状结构水处理功能材料[D]. 任志峰.北京化工大学 2002



本文编号：3701682