層狀氫氧化鎂鋁的改性成型及其對鹵素陰離子的吸附性能.pdf

1、本文以本實驗室自制的粉末層狀氫氧化鎂鋁(Magnesium-Aluminum Layered Double Hydroxides，簡寫為Mg-Al·LDH)為原料，通過添加醋酸鎂、淀粉、硅酸鈉等助劑，使Mg-Al·LDH成型，性能提高，得到了改性成型層狀氫氧化鎂鋁(Modified and Granulated Magnesium-Aluminum Layered Double Hydroxides，簡寫為MGMg-Al·LDH)?？疾?/p>

2、了焙燒溫度對吸附性能的影響，采用比表面積及孔徑分析、X射線衍射、傅立葉變換紅外光譜分析和熱重-差示掃描量熱分析等分析手段對產(chǎn)物進行了表征，分別考察了Mg-Al·CLDH(Mg-Al·LDH經(jīng)500℃焙燒3h后產(chǎn)物)和MGMg-Al·CLDH(MGMg-Al·LDH經(jīng)500℃焙燒3h后產(chǎn)物)對水體中鹵素陰離子(F-、Clˉ、Brˉ、Iˉ)的靜態(tài)和動態(tài)吸附性能。
　　 根據(jù)焙燒溫度對材料吸附性能影響的實驗，確定了MGMg-Al·CL

3、DH的最佳改性條件：Mg-Al·LDH、Mg(Ac)2、硅酸鈉的質(zhì)量比為47.5:50:2.5，pH=10，時間為60min，固液比為1:10，500℃焙燒3h。測定了所制備MGMg-Al·CLDH的比表面積和孔徑參數(shù)，結(jié)果表明：MGMg-Al·CLDH的總孔容和比表面積比Mg-Al·CLDH增大。MGMg-Al·CLDH保留了Mg-Al·CLDH的原紅外峰形，峰位向低波數(shù)發(fā)生微小位移。根據(jù)XRD結(jié)果，Mg-Al·LDH經(jīng)改性成型后，層

4、間距變化非常小，說明Ac·從層板外面傾斜插入。紅外結(jié)果說明Mg2+不以Mg(OH)2形式存在。由TG-DSC分析可知，改性成型后，由于醋酸鎂的熱分解使失重階段明顯向低溫區(qū)擴展移動，MGMg-Al·LDH失重階段的失重率增加。
　　 考察了Mg-Al·CLDH和MGMg-Al·CLDH對鹵素陰離子(Fˉ、Clˉ、Brˉ、Iˉ）的靜態(tài)吸附性能，研究了吸附時間、吸附劑投加量、溶液初始pH值、溫度等因素的影響，并研究了兩種吸附劑的吸附等

5、溫線和動力學方程。結(jié)果表明，MGMg-Al·CLDH對鹵素陰離子的吸附能力高于Mg-Al·CLDH。Mg-Al·CLDH和MGMg-Al·CLDH對F、Clˉ、Brˉ、Iˉ的最大吸附量分別為128.55、106.82、153.85、181.81mg·g-1;256.09、216.01、270.27、303.03mg·g-1。相同條件下，MGMg-Al·CLDH對鹵素陰離子的最大吸附量是Mg-Al·CLDH最大吸附量的2倍左右。Mg-Al

6、·CLDH和MGMg-Al·CLDH對鹵素陰離子的吸附均符合Langmuir吸附等溫式。吸附動力學數(shù)據(jù)表明：Mg-Al·CLDH對F、Brˉ、Iˉ的吸附過程和MGMg-Al·CLDH對Iˉ的吸附過程適合于偽一級動力學方程，Mg-Al·CLDH對Clˉ吸附過程和MGMg-Al·CLDH對F、Clˉ、Br吸附過程適合于偽二級動力學方程。
　　 考察了MGMg-Al·CLDH對鹵素陰離子(Fˉ、Clˉ、Br、Iˉ）的動態(tài)吸附性能，研究

7、了溶液初始濃度、流速、pH值、固定床高度等因素對動態(tài)吸附性能的影響。結(jié)果表明，穿透吸附量隨著溶液初始濃度的增大先增大后減小，隨流速的增大而減小，隨高度的增加變化不大，且在較寬的pH值范圍內(nèi)，MGMg-Al·CLDH對鹵素陰離子具有較好的吸附能力。顆粒內(nèi)擴散和質(zhì)量傳遞是吸附過程的控制步驟。此MGMg-Al·CLDH對含鹵素陰離子的水有較高的凈化度。
　　 本文利用實驗室自制的粉末狀Mg-Al·LDH為原料制備MGMg-Al·CLD