（海洋化学专业论文）层状氢氧化镁铝的改性成型及其对卤素阴离子的吸附性能.pdf

， ， 奠厣铲一秽0，馨量琴，张v罐_f分稚 y 1 8 3 0 2 0 3 j 层状氢氧化镁铝的改性成型 及其对卤素阴离子的吸附性能 学位论文完成f 1 期：2 1 垃叁! 垒塞! ! 璺 指导教师签字：璐 答辩委员会成癸签字： 。 髫 ： ? 女 i ，f 囊j 、j 独创声明 本人声明所譬交的学位论文是本人在导师指导f 进行的研究二【：作及取得的 研究成聚。据我所知，除了文中特别加以标注和致游的地方外，论文中不包含 其他入已经发表或撰写过豹研究成果，也不包含来获得 f 适! 垫泷盔墓熊蕴鍪缱麴瘦塑的：奎拦煎空】或其他教育机构的学位或证书使 用过的材料。与我。嗣下作的同志对本研究所做的任何贡献均己在沦文中作了 明确的激明并表示谢意。 学位论文作者签名：寻艳伟签宁f 期：2 一扣年彩月口? f j 学位论文版权使用授权书 本学位论文份抒完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定。有权僳留 芹翱嘲家蠢必部门或机构送交沦文的复印件和磁盘允许论文被窃阅和借阅。 本人授权学校w 以将学位论文的全部或部分内容编入露荚数据库进行检索，可 以粟弼影印、编印或扫摘等笈制手段保存、汇编学位论文。同时授权中踊科学 技术倍息研究所将本学位论文收录到中因学位论文全文数据阵，并通过网络 翔礼会公众提供信息服务。( 保密的学位论文在解密后适用本授权抟) 学纯论文作嚣签名： 寻靶俸 ， 铃字懿期：1 ，f 口年口6 月叼 1 导师签宁：芏 签字f 1 期：列护年名月口f 升 1 l u+ i c 气 j ， j 层状氢氧化镁铝的改性成型及其对卤素阴离子的吸附性能 摘要 本文以本实验室自制的粉末层状氢氧化镁铝( m a g n e s i u m - a l u m i n u ml a y e r e d d o u b l eh y 凼嫡d e s ，简写为m g - a l l d h ) 为原料，通过添加醋酸镁、淀粉、硅酸 钠等助剂，使m g - a l l d h 成型，性能提高，得到了改性成型层状氢氧化镁铝 ( m o t t l e da n dc n a n u l a t e dm a g n e s i u m - a l u m i n u ml a y e r e dd o u b l e - h y d r o x i d e s ，简写 为m gm g - a l - l d h ) 。考察了焙烧温度对吸附性能的影响，采用比表面积及孔径 分析、x 射线衍射、傅立叶变换红外光谱分析和热重差示扫描量热分析等分析 手段对产物进行了表征，分别考察了m g - a 1 c l d h ( m g - a i 。l d h 经5 0 0 。c 焙烧3 h 后产物) 和m gm g - a l c l d h ( m gm g - a i 。l d h 经5 0 0 c 焙烧3 h 后产物) 对水体中 卤素阴离子旷、c r 、b r 、d 的静态和动态吸附性能。 根据焙烧温度对材料吸附性能影响的实验，确定了m gm g a l c l d h 的最佳 改性条件：m g - a l 。l d h 、m g ( a c ) 2 、硅酸钠的质量比为4 7 5 ：5 0 ：2 5 ，p h = 1 0 ，时 间为6 0 m i n ，固液比为1 ：1 0 ，5 0 0 c 焙烧3 h 。测定了所制备m gm g a l c l d h 的 比表面积和孔径参数，结果表明：m gm g - a l - c l d h 的总孔容和比表面积比 m g a l c l d h 增大。m gm g - a l c l d h 保留了m g - a l c l d h 的原红外峰形，峰位 向低波数发生微小位移。根据x r d 结果，m g a l l d h 经改性成型后，层间距变 化非常小，说明a c 从层板外面倾斜插入。红外结果说明m 矿+ 不以m g ( o h ) 2 形 式存在。由t g d s c 分析可知，改性成型后，由于醋酸镁的热分解使失重阶段 明显向低温区扩展移动，m gm g a l l d h 失重阶段的失重率增加。 考察了m g - a l c l d h 和m gm g a l 。c l d h 对卤素阴离子( f 、c r 、b r 、i ) 的 静态吸附性能，研究了吸附时间、吸附剂投加量、溶液初始p h 值、温度等因素 的影响，并研究了两种吸附剂的吸附等温线和动力学方程。结果表明，m g m g a l 。c l d h 对卤素阴离子的吸附能力高于m g - a l c l d h 。m g - a 1 c l d h 和m g m g a l c l d h 对f 、c 1 、b r 、r 的最大吸附量分别为1 2 8 5 5 、1 0 6 8 2 、1 5 3 8 5 、 1 8 1 8 1 m g g - 1 ；2 5 6 0 9 、2 1 6 0 1 、2 7 0 2 7 、3 0 3 0 3n a g g - 1 。相同条件下，m g m g - a l c l d h 对卤素阴离子的最大吸附量是m g a l c l d h 最大吸附量的2 倍左 右。m g - a l 。c l d h 和m gm g a l c l d h 对卤素阴离子的吸附均符合l a n g m u i r 吸 + 附等温式。吸附动力学数据表明：m g - a l 。c l d h 对f 、b r 、r 的吸附过程和m g m g - a l c l d h 对r 的吸附过程适合于伪一级动力学方程，m g - a i c l d h 对c r 吸 附过程和m gm g - a 1 c l d h 对f 、c l 、b f 吸附过程适合于伪二级动力学方程。 考察了m gm g a l 。c l d h 对卤素阴离子旷、c l 。、b f 、d 的动态吸附性能， 研究了溶液初始浓度、流速、p h 值、固定床高度等因素对动态吸附性能的影响。 结果表明，穿透吸附量随着溶液初始浓度的增大先增大后减小，随流速的增大而 减小，随高度的增加变化不大，且在较宽的p h 值范围内，m gm g - a l c l d h 对 卤素阴离子具有较好的吸附能力。颗粒内扩散和质量传递是吸附过程的控制步 骤。此m gm g a i c l d h 对含卤素阴离子的水有较高的净化度。 本文利用实验室自制的粉末状m g - a l l d h 为原料制备m om g - a i c l d h ， 深入研究了该种材料的结构和吸附性能，为卤水镁资源的大规模开发利用提供了 一种新的可能，同时制备出的产物又可用于治理污染物，达到“双向 治理的目 的。 关键词：m g - a | c l d h ；m gm g - a l o l d h ；卤素阴离子：静态吸附；动态吸附 m o dific a tio na n dg r a n uia tio no fm g aiia y e r e dd o u bie 一 h y d r o x ia e sa n aa d s o r p tio no t n aiic l oa nio n s a b s t r a o t m g m g - a i 。l d hw a sp r e p a r e db ym g a l l d h ，m a g n e s i u ma c e t a t e ，s t a r c h , a n d s o d i u ms i l i c a t e t h ee f f e c to fc a l c i n a t i o nt e m p e r a t u r eo nt h ea d s o r p t i o nc a p a b i l i t yh a s b e e ni n v e s t i g a t e d t h em a t e r i a l sa r cc h a r a c t e r i z e db yb e t , x - r a yd i f f r a c t i o n ( x r d ) ， f t - i rs p e c t r o m e t e r sa n dt h e r m o g r a v i m e t r y t h es t a t i ca n dd y n a m i ca d s o r p t i o n c a p a c i t i e so fm 哥舢。c l d ha n dm gm g - 越。c l d hw e r ee v a l u a t e db ya d s o r b i n g h a l i d ea n i o n s c i b r a n dr ) f r o ma q u e o u ss o l u t i o n t h eo p t i m u mc o n d i t i o n sf o rp r e p a r i n gm g m 哥触l d hw e r ed e t e r m i n e db y e x p l o r i n gt h ee f f e c to fc a l c i n a t i o nt e m p e r a t u r e0 1 1t h ea d s o r p t i o np r o p e r t i e so ft h e s e m a t e r i a l s t h eo p t i m u mc o n d i t i o n sw e r e ：m a s sr a t i oo fm g - a l 。l d h , m g ( a c ) 2a n d n a 2 s i 0 3 9 h 2 0w a s4 7 5 ：5 0 ：2 5 ，t h ep hw a s1 0 ，r e a c t i o nt i m ew a s6 0 m i n , s o l i d l i q u i d r a t i ow a si ：10 ，t h ec a l c i n a t i o n st e m p e r a t u r ew a s5 0 0 ( 2a n dt h ec a l c i n a t i o n st i m ew a s 3 h t h eb e tr e s u l t ss h o w e dt h a tt h es u r f a c ea r e aa n dm i c r o s p o r ev o l u m eo fm g m g - a l 。l d hw e r el a r g e rt h a nt h o s eo fm g - a 1 c l d h m gm g 一触c l d hm a i n t a i n s t h e 面咖a 1p e a l ( s h a p eo fm g - a 1 c l d hi ni n f r a r e ds p e c t r u m , w 池t h ep e a l 【w a v e n u m b e rs h i f t i n gal i t t l e a c c o r d i n gt ot h ex r dr e s u l t s ，a f t e rm o d i f i c a t i o n , t h el a y e r s p a c i n gc h a n g eo fm g a i l d hw a sv e r ys m a l l ，w h i c hi n d i c a t e 圮lt h a tt h eg r o u po f a c w a si n s e r t e df r o mt h eo u t s i d eo ft h es h e l v e s f t - i rs p e c t r o m e t e r s r e s u l t si n d i c a t e d t h a tm 9 2 + w a sn o tf o r m e db ym g ( o i - 现t h et g d s ca n a l y s i ss h o w e dt h a tt h e t h e r m a ld e c o m p o s i t i o no fm a g n e s i u ma c e t a t er e s u l t e di nw e i g h tl o s sp h a s es h i f tt ot h e l o wt e m p e r a t u r es i g n i f i c a n t l y m gm g - a 1 。l d hw e i g h tl o s sr a t ei n c r e a s e d t h es t a t i ca d s o r p t i o no fm g - a 1 c l d ha n dm g m g - a 1 c l d hf o rh a l i d ea n i o n s i f - ，c i ，b r a n dr ) i na q u e o u ss o l u t i o nw a ss t u d i e d t h er e s u l t ss h o w e dt h a tt h e a d s o r p t i o nc a p a c i t yo fm gm g - a i c l d hf o rh a l i d ea n i o n sw a sg r e 涩t e rt h a nt h a to f m g - a i c l d h t h em a x i m u ma d s o r p t i o nc a p a c i t i e so fm g - a 1 c l d hf o rf 。，c i 。， b r a n drw e r e1 2 8 5 5 、1 0 6 8 2 、1 5 3 8 5a n d1 8 1 8 1m g g - 1 ，w h i l et h o s eo fm g i i i t h ea d s o r p t i o no f m g - a l c l d hf o rc i 。a n dt h ea d s o r p t i o no f m gm g - a 1 。c l d hf o rf ， c i 。a n drf o l l o w e dt h ep s e u d o - s e c o n do r d e rm o d e l t h ed y n a m i ca d s o r p t i o no fm gm g - a i c l d hf o rh a l i d ea n i o n s o r , b r a n d r ) i na q u e o u ss o l u t i o nw a ss t u d i e d t h ee f f e c t so fi n i t i a lc o n c e n t r a t i o n , t h ep hv a l u e ， t h ef l o wr a t ea n dt h eh e i g h to ft h ef i x - b e do nt h ea d s o r p t i o no fm g m g - a i c l d h h a v e b e e ni n v e s t i g a t e d t h er e s u l t ss h o w e dt h a tt h eb r e a k t h r o u g ha d s o r p t i o nq u a n t i t y i n c r e a s e df r i s ta n dd e c r e a s e dl a t e rw h e ni n c r e a s i n gt h ei n i t i a lc o n c e n t r a t i o na n di t d e c r e a s e dw i t ht h ef l o wr a t e t h e r ei sh t t l ec h a n g ew h e nt h eh e i g h to ft h ef i x - b e d i n c r e a s e d m gm g - a 1 c l d hh a sa g o o da d s o r p t i o nc a p a c i t yf o rh a l i d ea n i o ni na w i d er a n g eo fp hv a l u e s p a r t i c l ed i f f u s i o na n dm a s st r a n s f e ra r ct h el i m i t i n gs t e p so f a d s o r p t i o np r o c e s s t h em a t e r i a lo fm gm g - a 1 。c l d h h a da na b i l i t yo fr e m o v a lo f h a l i d ea n i o ni na q u e o u ss o l u t i o n m gm g - a 1 l d hw a sp r e p a r e d 舶mm g - a 1 l d h ，m a g n e s i u ma c e t a t e ，s t a r c h a n ds o d i u ms i l i c a t e m gm g a 1 c l d hs h o w sg o o da d s o r p t i o np r o p e r t i e sa n di tm a y p r o v i d ea n e ww a yf o rt h eu t i l i z a t i o no fm a g n e s i u ms a l t s k e yw o r d s ：m g a l 0 l d h ；m gg g - a i 0 l d h ；h a ii d ea n i o t i s | s t a c i ca d s o r p ti o l 3 ； d y n a m i oa d s o r w c i o n i v 目录 o 前言1 1 文献综述2 1 1 镁资源利用。2 1 2 层状氢氧化镁铝的结构、性质以及应用2 1 2 1 层状氢氧化镁铝的结构及性质2 1 2 2 层状氢氧化镁铝的应用叩3 1 3 材料的成型技术5 1 3 1 成型助剂的选择5 1 3 2 主要的成型方法6 1 4 层状氢氧化镁铝对卤素阴离子的吸附性能7 1 4 1 氟离子7 1 4 2 氯离子8 1 4 3 溴离子9 1 4 4 碘离子9 1 5 研究目的和内容1 0 1 5 1 研究意义l0 1 5 2 研究内容：1 1 2 实验部分12 2 1 实验药品和仪器1 2 2 1 1 实验药品- 。1 2 2 1 2 实验仪器1 4 2 - 2 层状氢氧化镁铝的改性成型1 4 2 3 卤素阴离子浓度的测定1 5 2 3 1 氟离子一1 5 2 3 2 氯离子。16 2 3 3 溴离子1 7 2 3 4 碘离子1 7 v 2 4 吸附实验。1 9 2 4 1 静态吸附1 9 2 4 2 动态吸附1 9 2 5 表征方法1 9 2 5 1 比表面积及孔结构：1 9 2 5 2 红外光谱分析2 0 2 5 3x 射线衍射分析2 0 2 5 4t g d s c 分析2 0 3 层状氢氧化镁铝的改性成型与表征。2 1 3 1 焙烧温度对吸附性能的影响2 1 3 2 材料的表征2 2 3 2 1 比表面积及孔结构2 2 3 2 2 红外光谱分析2 5 3 2 3x 射线衍射分析2 6 3 2 4t g d s c 分析2 7 3 3 小结2 9 4 吸附剂对氟离子的吸附性能3 1 4 1 静态吸附实验3 1 4 1 1 吸附时间的影响3 2 4 1 2 吸附剂用量的的影响3 3 4 1 3 溶液初始p h 值的影响3 4 4 1 4 吸附温度的影响3 6 4 2 吸附等温线3 7 4 3 吸附动力学4 1 4 4 动态吸附实验一4 3 4 4 1 溶液初始浓度对吸附过程的影响4 3 4 4 2 溶液流速对吸附过程的影响4 4 4 4 3 溶液p h 对吸附过程的影响4 5 4 4 4 固定床高度对吸附过程的影响4 6 v i 4 5 小结4 7 5 吸附剂对氯离子的吸附性能。4 9 5 。i 静态吸附实验4 9 5 。1 i 吸附时间的影响4 9 5 1 2 吸附剂用量的的影响5 1 5 1 3 溶液初始p h 值的影响5 2 5 1 4 吸附温度的影响5 4 5 2 吸附等温线5 5 5 3 吸附动力学5 8 5 4 动态吸附实验5 9 5 4 1 溶液初始浓度对吸附过程的影响。5 6 5 4 2 溶液流速对吸附过程的影响5 7 5 4 3 溶液p h 对吸附过程的影响5 7 5 4 4 固定床高度对吸附过程的影响o 5 8 5 5 小结6 2 6 吸附剂对溴离子的吸附性能。6 4 6 1 静态吸附实验6 4 6 1 1 吸附时间的影响一6 5 6 1 2 吸附剂用量的的影响6 6 6 1 3 溶液初始p h 值的影响6 7 6 1 4 吸附温度的影响6 9 6 2 吸附等温线7 0 6 3 吸附动力学7 2 6 。4 动态吸附实验7 4 6 4 1 溶液初始浓度对吸附过程的影响7 4 6 4 2 溶液流速对吸附过程的影响7 5 6 4 3 溶液p h 对吸附过程的影响叩：_ 7 5 6 4 4 固定床高度对吸附过程的影响7 6 6 5 小结：7 7 v 7 吸附剂对碘离子的吸附性能7 8 7 1 静态吸附实验7 8 7 1 1 吸附时间的影响7 8 7 1 2 吸附剂用量的的影响8 0 7 1 3 溶液初始p h 值的影响：8 l 7 1 4 吸附温度的影响。8 2 7 2 吸附等温线8 3 7 3 吸附动力学：8 5 7 4 动态吸附实验8 7 7 4 1 溶液初始浓度对吸附过程的影响。8 7 7 4 2 溶液流速对吸附过程的影响8 8 7 4 3 溶液p h 值对吸附过程的影响8 9 7 4 4 固定床高度对吸附过程的影响8 9 7 5 小结9 0 8m g m g a l 。c l d h 对卤素阴离子的吸附性能比较9 2 8 1m g m g - a i 。c l d h 对卤素阴离子的最大吸附量的比较9 2 8 2m g m g - a 1 c l d h 对卤素阴离子吸附初始和终了p h 值比较9 2 9 结论9 4 参考文献。9 6 致谢10 5 改性成型层状氢氧化镁铝的制各及其对卤素阴离子的吸附性能 0 前言 镁是地球上丰度较高的元素之一，在地壳中的含量居第八位。中国是世界第 一大海盐生产国，伴随着海盐的生产，每年副产近3 0 0 0 万立方米苦卤。苦卤中 含有大量的氯化镁与硫酸镁( 3 1 波美度苦卤中，氯化镁的浓度约为1 4 0 9 。l 1 ，硫 酸镁的浓度约为7 9 9l d ) 。此外，我国还拥有丰富的盐湖镁资源，例如柴达木 盆地盐湖镁盐储量就达4 8 1 6 亿吨，其中氯化镁3 1 4 3 亿吨。目前，由于对这部 分水氯镁石大多采用远距离排放回盐湖的方式处理，长期排放积累严重破坏了盐 湖卤水的成分平衡，已经对部分企业的光卤石生产产生了不良影响，形成“镁害一 【l 】o 因此，我国迫切需要开发大规模使用镁盐的新领域，解决镁害，实现海水苦 卤和盐湖卤水的综合利用。 层状氢氧化镁铝是一种重要的含镁功能材料，具有独特的阴离子可交换性， 在离子交换吸附领域显示出良好的应用前景。为此，本实验室在国家支撑计划课 题( 2 0 0 6 b a b 0 3 a 1 1 1 ) 资助下开发制备了一种层状氢氧化镁铝，既为卤水e p 镁盐 的大规模利用，消除“镁害 提供了新思路，又经济有效地制备出一种可用于治 理污染物的吸附材料，达到“双向 治理的目的。因此，本研究既具有重要的理 论创新意义，也具有一定的实用价值和明显的环境效益。 改性成型层状氢氧化镁铝的制备及其对卤素阴离子的吸附性能 1 文献综述 1 1 镁资源利用 中国是世界第一大海盐生产国，伴随着海盐每年副产近3 0 0 0 万m 3 苦卤。苦 卤中主要含有氯化镁与硫酸镁( 31 波美度的苦卤大约含有氯化镁1 4 0 9 l 、硫酸 镁7 9 9 l 以) ，若不加以利用，m g + 会渗入地下，污染地下水的水质，并严重影响 盐的产量和质量。例如，在莱州湾沿岸地区盐场，由于苦卤的长期渗入，地下卤 水中n a + m 9 2 + 之比由7 7 3 降到6 8 3 ，约降低了1 2 2 1 ，影响了产盐周期，并使 氯化钠结晶中m 9 2 + 增力l l ，影响了氯化钠的质量。因此，如果大量的镁资源得不 到及时的开发利用，既造成了浪费，影响主导产品的正常生产，又污染了环境， 成为制约卤水化学资源开发利用的瓶颈。解决这一问题的关键就是解决镁的利用 问题【3 一，所以国内迫切需要开发大规模使用镁盐的新领域。 1 2 层状氢氧化镁铝的结构、性质以及应用 目前，阳离子和非离子型水体污染的修复已经有了较长的研究历史和相当的 理论高度【5 一。层状双氢氧化物作为一类新型阴离子交换剂在环境治理中的应用 研究受到了越来越多的重视【7 ，引。经插层改性所得的一些水滑石类复合材料【9 ，1 0 】 能够利用空气作氧化剂催化氧化水体中的污染物，具有一定的工业应用潜力。为 此，本实验室开发制备了一种层状氢氧化镁铝。 1 2 1 层状氢氧化镁铝的结构及性质 层状氢氧化镁铝是一种新型的无机含镁功能材料，其常见化学式为 m 9 6 a 1 2 ( o h ) 1 6 4 h 2 0 ，它的结构非常类似于水镁石( m g ( o h ) 2 ，b r u c i t e ) ，由m 9 0 6 八面体共用棱边而形成主体层板。l d h s 的化学组成具有如下通式： m 已m ( o h ) 2 r ( ) 砌m h 2 0 ，其中m 2 + 和m 3 + 分别为二价和三价金属阳离子， 位于主体层板上；r 为层间阴离子；x 为m 3 + ( m 3 + + 柑的摩尔比值；m 为层间 水分子的个数。阴离子和层间水组成客体层，主体层和客体层交互堆积构成层状 结构【1 1 1 ( 图1 1 ) 。通常主体层可看作是层中的m 9 2 + 部分地被舢3 + 取代，形成m ：9 2 + 和a 1 3 + 位于中心的复合氢氧化物八面体，这些八面体通过共边形成氢氧化物的主 体层，层与层之间对顶地叠在一起，层间通过氢键缔合【1 2 1 。主体层整体带有正 电荷，这些正电荷被客体层的阴离子所平衡，因此层状氢氧化镁铝化合物整体呈 2 改性成型层状氢氧化镁铝的制各及其对卤素阴离子的吸附性能 现电中性。在层间的其它空间，水以结晶水的形式存在。 图1 1 层状氢氧化镁铝的结构示意图 器 夏 h f i g l 。1s c h e m a t i cr e p r e s e n t a t i o no f t h el d h ss t r u c t u r e 。 层状氢氧化镁铝主要的化学性质是碱性【1 3 】。层状氢氧化镁铝的热稳定性因 组成而异，但基本相近。在4 5 0 5 5 0 c 焙烧后，可形成比较稳定的复合金属氧化 物l d o ，具有比其前躯体更大的比表面积( 约2 0 0 3 0 0 m 2 g - 1 ) ，且结构中碱性中 心充分暴露。层状氢氧化镁铝层间阴离子具有一定的迁移性和较强的可交换性， 即处于结构主体层之间的c 0 3 2 - 、c i 。、n 0 3 等阴离子可被环境中的其他阴离子置 换，从而可以调变层间距。在一定条件下热分解的层状氢氧化镁铝，其产物重新 吸附溶液中的水和阴离子，可以部分恢复原来的层状结构，此过程具有“结构记 忆 效应【1 4 ，1 5 1 。此外该种材料还具有晶粒尺寸及分布可调整的性质，l d h s 的晶 粒尺寸及其分布可以在较宽范围内进行调控。 1 2 2 层状氢氧化镁铝的应用 层状氢氧化镁铝由于其独特的结构、组成及孔结构的可调变性及物理化学性 质，使其在水处理、大气处理、催化、阻燃材料、医药、塑料工业和电工行业等 领域展现了广阔的应用前景。 1 作为吸附剂和离子交换材料 t l d h s 在水体中的吸附和离子交换作用充分利用了l d h s 的层间离子可交换 性和“结构记忆效应两大特性，实现了对环境污染的治理。据g o s w a m e er l 【1 q 报道，多种m g a 1 摩尔比的l d h s 对c r 2 0 7 2 。都有较大的吸附能力，并且m g a 1 摩尔比小的l d h s 对c r 2 0 7 2 。的吸附量大。与l d h s 相比，其焙烧产物对c r 2 0 7 2 。 的吸附能力明显增大，吸附反应速度更快，如当c r 2 0 7 2 。溶液的初始浓度为 3 0 1 9 m m o ll 以时，m g a i 摩尔比为2 的l d h s 及其焙烧产物对c r 2 0 7 2 的吸附量 分别为1 3 m g g - 1 和1 2 0 m g g - 1 。s h i nh a n g s i k 等【1 7 】制备了以c i 作为层问阴离子的 层状氢氧化镁铝( l d h s c d ，用于去除溶液中的磷酸盐( h p 0 4 玉和h 2 p 0 4 ) 。实验表 改性成型层状氢氧化镁铝的制备及其对卤素阴离子的吸附性能 明，l d h s c 1 对p 离子交换容量大约为2 3 5 2 8 3 r a g g - 1 ，去除率达9 1 。与 l d h s s c 0 3 2 。及 c l d h相比， 三者除磷的大小顺序为 l d i - i s c m l d h l d h s c 0 3 2 。该研究认为，因c l d h 具有特殊的层状“结构记 忆 效应，l d h s 吸附p 后的产物l d h s p 通过高温焙烧可以循环再生，重复使 用。y o u w e n 等【1 8 】报道了采用共沉淀法合成的m 9 2 a 1 2 c 1 和z n 2 a 1 2 c 1 型层状氢氧 化镁铝去除溶液中的s e 0 3 2 - 和s e o ：。m 9 2 a 1 2 c 1 和z n 2 a 1 2 c 1 型l d h s 均能够吸 附s e 0 3 2 。和s e 0 4 2 ，吸附等温线符合l a n g m u i r 方程式，s e 0 3 2 。的最大吸附容量要 低于l d h s 的理论离子交换容量，并且依据l d h s 中二价金属离子与三价金属离 子摩尔比不同有所变化。实验发现，l d h s 具有很好的p h 缓冲能力，s e 0 3 2 的吸 附与溶液p h 值存在函数关系。溶液中竞争性阴离子的存在会强烈影响s e 0 3 2 的 吸附，影响大小顺序为h p 0 4 2 s 0 4 2 c 0 3 2 0 3 。宋卫得等【1 9 1 通过考察l d h s 焙烧产物对s c n 。吸附性能的影响，发现在初始浓度为2 5 r a g l ，温度为4 0 c ， 焙烧物投加量为2 9 l 1 ，p h 值为6 的条件下，4 h 达到吸附平衡，s c n 脱除率可 达9 6 9 1 。 2 作为催化材料 以m g - a il d h 为前驱体，用c u 、c o 、c r 、f e 、a u 、c s 和k 等金属离子对 其进行改性后，可用于脱除s o x 、n o x 、c 0 2 和c o 等有害气体 2 0 - 2 3 。l d h s 阴 离子粘土直接或间接作为复合氧化物催化剂前体，应用于有机反应中，具有活性 高、选择性好、金属活性组分分散度高、再生重复性好等优点。l d h s 材料作催 化剂，主要用于碱催化 2 4 2 6 1 、氧化还原催化【2 7 - 2 9 1 。此外，l d h s 阴离子粘土可作 为催化剂载体【3 2 1 ，使其担载的催化材料具有更高的催化活性和选择性。一般说 来，由主族元素组成的l d h s 主要被用作碱催化剂，含过渡金属的l d h s 则被用 作氧化还原催化剂。 3 作为其它功能材料 利用l d h s 层板元素的可调性，将不同金属离子( 如l i 、n i 、m n 、c o 、f e 、 e u 等) 插入层板中，使其成为优良的光p 3 1 、电瞰刁5 1 、磁 3 6 - 3 7 材料。l d h s 作为层 状材料，层间可以插入不同的阴离子( 如有机紫外吸收剂、红外吸收剂等) ，得到 不同的插层结构材料，用于紫外阻隔和红外吸收 3 8 - 3 9 1 。同时l d h s 具有较强的热 稳定性，在阻燃剂和热稳定剂方面展现了良好的应用前景1 1 。 4 改性成型层状氢氧化镁铝的制备及其对卤素阴离子的吸附性能 目前，在造纸、电镀等方面也有使用l d h s 作为处理剂的相关文献。此外， 有研究表明，l d h s 对环境中呈络合阴离子形式存在的重金属、放射性元素等都 有很强的吸附能力，因而也可以用在核动力装置的放射性废水的处理上。 1 3 材料的成型技术 为了便于工业应用，合成成型层状氢氧化镁铝需要与一定比例的成型助剂混 合，使其具有一定的粒度【4 2 】。一般要求成型后具有活性好、选择性高、稳定、 使用寿命长、具有适宜的物化性能( 比表面积、空体积、孔径等) 、必要的强度、 适宜的形状( 粒度或粒径分布) 等多方面的性能。 1 3 1 成型助剂的选择 为达到以上性能，需要加入特定的成型助剂。成型助剂主要由以下几种【4 2 l ： 1 粘合剂 根据粘合剂在成型中的作用原理，可将粘合剂分为以下三种： ( 1 ) 基体粘合剂：这类粘合剂常用于压缩成型或挤出成型，成型前将少量粘 合剂与主料混合，粘合剂填充于成型物空隙中。粘合剂用量应占满成型物的空隙。 例如沥青、水泥、石蜡、粘土、树胶、淀粉等。 ( 2 ) 薄膜粘合剂：这类粘合剂多数为液体，呈膜状覆盖在原料粉体粒子的表 面，成形后经干燥可增加成型物强度。粘合剂用量主要根据粉体的孔隙率、粒度 分布及比表面积确定，特别是比表面积因素更为重要。例如水玻璃、塑料树脂、 树胶、淀粉、皂土等。 ( 3 ) 化学粘合剂：化学粘合剂的作用是使粘合剂组分之间发生化学反应或粘 合剂与物料之间发生化学反应。例如氧化镁与氯化镁、水玻璃与氯化钙、铝溶胶、 硅溶胶等。 2 润滑剂 在材料成型时，尤其是压缩成型时，为了使粉体层所承受压力能很好地传递， 成形压力均匀、产品容易脱模、并且壁和壁之间摩擦系数小，需加极少量润滑剂。 常用的润滑剂分为固体润滑剂和液体润滑剂两种。固体润滑剂主要有：滑石粉， 石墨，硬脂酸，石蜡，干淀粉等。液体润滑剂主要有：水，润滑油，甘油，硅树 脂等。 3 孔结构改性剂 。 5 改性成型层状氢氧化镁铝的制各及其对卤素阴离子的吸附性能 一为了改进成型物的孔结构，有时会在成型过程中加入少量孔结构改性剂。在 某种含义上讲，这种添加剂也起着粘合剂或润滑剂的作用。 1 3 2 主要的成型方法 l 压缩成型法 压缩成型 4 3 1 是将要成型的物质放在一定体积的模子中，通过压缩的方法成 型。它具有成型产物粒径一致、质量均匀、产品堆密度较高、表面光滑等特点， 并且可以采用干粉或添加少量粘合剂成型，因此可以减少或省去干燥动力消耗， 避免蒸发损失。但同时它也具备设备磨损大、生产能力低、难以成型球形颗粒或 较小颗粒等缺点。 2 挤出成型法 挤出成型法m 一般包括原料输送、压缩i 挤出和切条四个环节，将粉料和 适量水分或粘合剂，经充分混合，将湿物料送至机器中挤出，切条。 3 转动成型法 转动成型法 4 3 1 是将粉