超分子复合材料的染料吸附性能综合实验
2019-08-15杨修洁胡若娜
实验室研究与探索 2019年7期
杨修洁,张 鹏,胡若娜,夏 薇,李 鹏
(中国石油大学(华东)化学工程学院,山东 青岛 266580)
0 引 言
现代纺织和染色工业高速发展,印染废水大量排放,高毒性、难降解的合成染料已经造成了非常严峻的环境问题,对水生生物和人体健康造成了巨大威胁[1]。在过去的几十年里,化学沉淀、离子交换、催化还原和吸附等方法都被用来处理染料废水[2-3]。其中,吸附技术因其高效、低成本、易操作和环境友好性而被认为是一种方便、经济的水处理方法。常用的吸附剂有活性炭、膨润土、沸石、粘土、生物聚合物等。
层状双金属氢氧化物(LDH)是一类具有超分子结构的阴离子插层材料[4-5],化学通式为:
其中,MⅡ、MⅢ和An-分别是二价金属离子、三价金属离子和阴离子,其主体层板组成可调变、层间阴离子可交换、高比表面积等特点使其在催化[6]、光化学[7-10]、电化学[11]、吸附[12-15]等领域都有非常广泛的应用。LDH的主体层板带正电,可以与阴离子型表面活性剂组装形成无机-有机主客体超分子材料,阴离子表面活性剂的插层可以一定程度调节LDH的层间距,同时改变LDH的亲疏水性(亲水性转变为疏水性),最大程度增加LDH与有机污染物的接触界面,增强污染物与LDH之间的相互作用,增加吸附位点,提高LDH对污染物的吸附效果。
本实验主要研究十二烷基苯磺酸钠(SDBS)与NiTi-LDH组装形成无机-有机主客体超分子材料,并研究其有机染料吸附性能,进一步探讨超分子插层材料中主体-客体及客体-客体之间的相互作用。本实验,融合了超分子化学、材料、吸附等理论知识,结合多种仪器技术,非常适合作为综合性实验或开放性实验面向高年级本科生开设[16-18]。……
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