三元类水滑石超薄纳米片的制备及其除氯性能
2022-07-21陈宇佳杨保俊王百年张告时
陈宇佳,杨保俊,王 鑫,王百年,张告时
(合肥工业大学 化学与化工学院,安徽 合肥 230009)
类水滑石(hydrotalcite-like compound,HTLC)属于层状双金属氢氧化物(layered double hydroxide,LDH)[1],兼有良好的层板离子交换性、热稳定性等,常应用于重金属阳离子、阴离子及有机污染物等的脱除[2-6]。LDH可“剥离”成为超薄纳米片[7-8],比表面积由此大幅提高,因不饱和配位点的存在使得表面活性位点大量增加,常表现出更为优异的性能[9-10]。LDH超薄纳米片的制备方法有剥离法、插层法、一步合成法等,其中一步合成法是通过抑制剂阻止层板在z轴方向的生长而合成超薄纳米片,距离大批量生产更进一步[11-13]。
氯离子是工业废水中常见的阴离子,不易被微生物去除,浓度过高会危及人类和生物健康,同时还可造成建筑结构的局部侵蚀[14-15]。因此,开发高效经济的吸附剂来处理工业含氯废水具有重要意义。严刚等[16]用MgAl-LDH处理含氯溶液,饱和吸附量为21.67 mg/g;江晓等[17]用改性水滑石脱除氯离子,平均脱除量达到40.22 mg/g。对于含多种金属离子的类水滑石超薄纳米片在含氯废水中的应用尚未见报道。
本工作以甲酰胺和去离子水为抑制剂,通过一步合成—再分散法制备了ZnMgAl三元类水滑石超薄纳米片,采用XRD、N2吸附-脱附、AFM等分析方法对合成产物的超薄性进行了表征;通过等温吸附模型、吸附动力学方程和Zeta电位等初步考察了所制备的超薄纳米片对氯离子的吸附性能及作用机制。
1 实验部分
1.1 试剂和仪器
Mg(NO3)2·6H2O、Zn(NO3)2·6H2O、Mg(NO3)2·H2O、甲酰胺、NaNO3、NaOH、NaCl、AgNO3,均为购于国药集团的分析纯试剂。
PANalytical X-Pert PRO MPD型X射线衍射仪,荷兰帕纳科公司;……
