Ca-Al层状双金属(氢)氧化物气凝胶的制备及其吸氯性能
2021-07-28王鹏飞
王鹏飞,罗 炫,杨 莉
(1.西南科技大学材料科学与工程学院,四川 绵阳 621000; 2.中国工程物理研究院激光聚变研究中心,四川 绵阳 621000)
1 前 言
由于经济发展,造成的诸如空气污染、土壤板结和水污染等环境问题日益突出[1-4]。在水污染中Cl-是最为常见的腐蚀性离子,它主要来自于工业生产,如石油化工、纺织、化学制药等[5]。当Cl-的浓度达到某一阈值时,便会在金属表面形成大量的原电池反应活性位点,从而使金属快速腐蚀[6]。所以如不对含氯废水进行有效处理而随意排放,会对人类的生产和生活带来众多危害。
目前国内外处理Cl-的方法主要有化学沉淀法、电化学法和离子交换法[7-8]。在离子交换法中,水滑石(Hydrtalcite)又称为层状双金属氢氧化物(Layered double hydroxide,LDH)是一种高性价比的吸附材料[9]。其结构与水镁石相似,化学表达式为 [M2+1-xM3+x(OH)2]x+[(An-)x/n·mH2O]x-,其中:M2+为二价金属阳离子,M3+为三价金属阳离子,x为M3+/(M2++M3+)的比例,An-为板层间的平衡阴离子[10],其层间平衡阴离子具有一定的迁移性及离子交换性,可被环境中的其他阴离子所置换[11]。因在不同的合成条件下,板层中的M2+会被粒子半径相近的M3+所同晶取代,从而会使LDH的板层组成发生相应的变化,即形成所谓的类水滑石(LDHs)。当LDHs在一定温度下焙烧时,晶体的层状结构会随层间阴离子的氧化而塌陷,使表面带有正电荷。水滑石高温焙烧后的产物被称作焙烧态水滑石(Calcined LDH,CLDH)[12],当CLDH放入到含有某种阴离子的水环境中时,阴离子会作为平衡阴离子快速穿插进入到板层间,进而恢复成原有的层状结构,这种特性被称为材料的“结构记忆效应”[13]。……
