纳米镁铝水滑石的合成、微结构及吸附性能研究

编号：CPJS05475

篇名：纳米镁铝水滑石的合成、微结构及吸附性能研究

作者：仇满德[1,2,3] ;牛苗[1] ;王亦丹[1] ;代爱梅[1] ;杨盼[1]

关键词： 纳米镁铝水滑石 微结构 生长机理 吸附

机构： [1]河北大学化学与环境科学学院,保定071002; [2]河北大学教育部药物化学与分子诊断重点实验室,保定071002; [3]河北大学河北省分析科学技术重点实验室,保定071002

摘要： 本文以硝酸镁、硝酸铝为原料,以碳酸钠和氢氧化钠为沉淀剂和pH值调节剂,采用液相沉淀法制备了纳米镁铝水滑石层状化合物（Mg-Al-LDHs）,利用X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）及X射线能谱分析仪（EDS）系统比较研究了pH值、反应温度、镁铝比等条件对合成LDHs晶体微结构及晶体生长的影响,同时利用生长基元的配位体理论对其生长机理进行了初步探讨,在此基础上,以甲基橙（MO）模拟染料废水为吸附对象,考察了最佳条件下制备的LDHs培烧产物的吸附性能和吸附机理。研究结果表明：pH值、温度的增加有利于生成结构单一、结晶性、规整性较好的镁铝水滑石晶体,产物晶粒尺寸及径厚比呈增大趋向。当反应温度等于或大于80℃时,温度的升高对镁铝水滑石晶体的形态影响较小。镁铝比的改变对产物的物相影响较小,但影响产物的结晶及生长,当镁铝比为3∶1时,所得产物晶粒的规整度、均一性最好,尺寸约为70-100 nm,厚度为20 nm左右,镁铝比为1∶1时,晶粒粒径明显减小,约为30 nm左右。最佳条件下合成的纳米镁铝水滑石焙烧产物具有较好的吸附性能,随着时间的增加,吸附脱色率逐渐增加,当吸附时间达到70 min,LDO对染料的吸附逐渐达到饱和平衡,脱色率达到90%以上,吸附动力学研究表明LDHs对甲基橙的吸附过程更符合准一级动力学方程,其R2值更接近1,吸附等温线符合Langmuir模型。