（环境工程专业论文）层状双氢氧化物中锌铜嵌入作用及其热处理结构演化.pdf

瀑状双氢氧优物中锋镧嵌入俸瘸及箕热处理绻构演化 攘要 膦状舣氢氧化物( 1 a y e r e dd o u b l eh y d r o x i d e ，l d h ) 具有将嫌的结构釉性 屡，怒戳辩檐糕攀秘与纯学掌辩避 o 糸年潦麟究懿持续热煮。在舔缣宁 戆建掰楚蒸照蘑醭究羚黧娶领壤，显示爨广”滴筑前鬃。 零论文分裂疆含嚣矛+ 、e 参+ 袋农舞楚溅j l 季蒙，磷究奁黢嫩照溪邋憨孛 利用z n 、c u 2 + 即时台艨l d h 消除污染，嶷砜废物资源他的可行性，：；薛 考黎镶他了薅系终点p h 滚、爱瓣中艇z 矬域m g c u 摩尔致壤、爱应滋麓、 反巍辩瀚教废东中z n 2 + 溅c 矛+ 褪始浓度、溺黼予穆类等影响随索，多方凝 探讨了z 舻+ 、c u 2 + 去陈瓿壤，与豫学沉淀法遂行了毙较。倦韵x 莺孛线掰瓣 努褥、魄装嚣莰舅褥、逡瓣毫镜分舔逶行了熬筵莲l d h 缝梅演往襄驴憋 楚张戡枣雩勰襞套繇究。 镶撩袭葫，实验条黪下凌拳礤| z n 2 + 靛激滁哭受彗辩蘧澎镝，9 ，0 1 1 0 范围内除镩效果最佳，泌9 9 以上，与化学沉淀法相比即时念戚法处趟效 果更好，邋耀p h 谴蕊爨瑟广，臻采楚理食z 魏 康求雯其挽势。嶷零孛e 毽爷 麓去除爱p h 蓬裁配料孛狱莎娃黪象进麓影蛹爨著，9 。o l l 。0 登 毛毯溪蠹 豫镄簸暴激娃，运9 9 默上，菝麓m g c u 露尔滋蓬翡魏大，c u 2 + 去豫攀逐 渐降低，但仍可取得璁想效果。即财合成l d h 处理禽z n 孙、c u 2 + 废水其 毒霹嚣憋，产凌三元l d h 主要在瀑薅整威狳羧形成，怒一糖磅糍毒孝凝， 实瑰了黢褥资潺纯利焉。 对艨越鼹离予主癸为c 0 3 2 - 麴m g a i * l d h 送行燕处理，雅果装鹱：在 3 0 0 左誊蒗狳蘧黉零，滕缝稔菠垒浚缩；4 0 0 5 5 0 之瓣形藏方袋磊 缝秘戴纯耱 溢凄褰予6 0 0 x 2 方镁吾结糖甄傀耱述一参穰交羚尖菇石绥稳 氨纯耱。褒器状双錾畿他黪藏窭戆褥拳澎裁戴能耱韵过程巾，由予绪搦承 的脱出蟛成纳米孔隙，但仍保留暇米l d h 片状晶体假象形貔，并继承原 来戆晶体蟪掇取两。煅烧澎蕊瓣爨餐方镁露缨稳戴琵戆霹豁鬟耨承诧黪袋 l d h ，讴囊瑟瘩纯澎残躺l d h 终菇囊毙舔塞转l d h 爨瑟魔低。 关键诩：滕状双氯氧化物 z n 2 + c u 2 +纳嫩孔隙 热楚璇 s t u d yo ni n c o r p o r a t i o no fz i n ca n dc o p p e r i n t ol a y e r e d d o u b l eh y d r o x i d ea n di t ss t r u c t u r ee v o l u t i o nw i t hh e a t i n g t r e a t m e n t a b s t r a c t l a y e r e dd o u b l eh y d r o x i d e ( l d h ) h a sb e e nb e c o m i n gi n t e r n a t i o n a lf o c u s i nm a t e r i a la n dc h e m i s t r yf i e l d si nr e c e n t10y e a r sf o ri t ss p e c i a ls t r u c t u r ea n d p r o p e r t i e s a p p l i c a t i o no fl d hi ne n v i r o n m e n t a lp r o t e c t i o ni s a ni m p o r t a n t a n dp r o m i s i n ga t t e m p t 。 t h ep o s s i b i l i t yo fz n 2 + o rc u 2 + r e m o v a lf r o ms y n t h e t i cw a s t e w a t e rb y p r e p a r i n gl d h i ns i t uw a si n v e s t i g a t e de x p e r i m e n t l y 。i nt h i sp r o c e s sl d hw a s p r e p a r e db ym 9 2 + a 1 3 + a n dz n 2 + o rc u 2 + c o p r e c i p i t a t i n gw i t hn a o h t h e e f f e c t so fp h ，m g z nm o l a rr a t i oo rm g c um o l a rr a t i o ，r e a c t i o nt i m e ，r e a c t i o n t e m p e r a t u r e z n 2 + o rc u + i n i t i a lc o n c e n t r a t i o na n da n i o n se x i s t e di ns y n t h e t i c w a s t e w a t e rw e r es t u d i e dw h e nm z + m ”r e e l 嚣r a t i oi s2 t h er e m o r a l e f f i c i e n c yo fz n ”i sf o u n dt ob ed i f i e r e n ts i g n i f i c a n t l yu n d e rt h eo 。0 5 】e v e la t d i f f e r e n tp hv a l u e s ，t h em o s te f f i c i e n c yo c c u r si nt h ep hr a n g eo f9 0t on 0 ， r e m o v e sm o r et h a n9 9 o fz n 孙f r o ms y n t h e t i cw a s t e w a t e r ，o t h e rf a c t o r sh a v e n 0s i g n i f i c a n te f f e c t so nz n ”r e m o v a le f f i c i e n c y t h er e m o v a le f f i c i e n c yo f c u 2 + i sd i f f e r e n ts i g n i f i c a n t l yu n d e rt h e0 0 5l e v e la td i f f e r e n tp hv a l u e sa n d m g c um o l a rr a t i o t h em o s te f f i c i e n c yo c c u r si nt h ep hr a n g eo f9 0t o11 0 。 r e m o v e sm o r et h a n9 9 o fc u 2 + f r o mw a s t e w a t e r c u 2 + r e m o v a le f f i c i e n c vi s d e c r e a s i n gw i t ht h ei n c r e a s i n go fm g c um o l a rr a t i o ，h o w e v e r ，r e l a t i v e l yh i g h r e m o v a le f f i c i e n c yc a na l s ob er e m a i n e d 。t h ep r o d u c t sw e r ec h a r a c t e r i z e db y x r a vd i f f r a c t i o n 。i n d i c a t e st h a tz n 2 + 0 rc u 2 + a r er e m o v e df r o mw a s t e w a t e r m a i n l y o c c u r si nt h e c r y s t a lf o r m a t i o ns t a g e a s z n m g a 1 一l d h o r c u y m g a t l d h w i t hc o n s i d e r a t i o no f t h ec h a r a c t e r i s t i c so f t h ei n s i t um e t h o d i t s e l f it h e p r o d u c t s c a nb e u s e da sf u n c t i o n a lm a t e r i a l t h a tm e a n s c o n t a m i n a t i o n sc a nb er e c y c l e d 。c o m p a r e dw i t hs e d i m e n t a t i o nt r e a t m e n tw i t h n a o h 。i n - s i t um e t h o df o rr e m o r a lo fz n ”i sm o r ee f f e c t i v ea n ds u i tf o rm o r e w i d e rp hr a n g e ， s t r u c t u r ee v o l u t i o na n db e ts u r f a c ea r e ac h a n g e so fh e a t i n gt r e a t e d 黼a i l d hw a se v a l u a t e db yx - r a yd i f f r a c t i o n ，t r a n s m i s s i o ne l e c t r o n m i c r o s c o p ya n dn 2b r u n a u c r * e m m e t t - t e l l e ra n a l y s e s 。t h er e s u l t si n d i c a t e s t h a tf o rm g a 1 l d hw i t hc a r b o n a t ea si n t e r l a y e ra n i o n ，p e r i c l a s e l i k eo x i d ei s f o r m e da tt h et e m p e r a t u r er a n g eo f4 0 0 。c 8 0 0 c a tt h es a m et i m e ，2 r i m 一3 r i m n a n o m e t e rm e s o p o r e sa r ef o r m e dd u r i n gt h ed e c o m p o s i t i o no fl d h h o w e v e r ， t h eh e a tt r e a t e ds a m p l e ss t i l lp r e s e r v e st h em o r p h o l o g yo fo r i g i n a ll d h p l a t e s 。 p e r i c l a s e - l i k eo x i d ef o r m e df r o ml d hh e a t i n gt r e a t m e n tm a yr e h y d r o l y z e a n dr e c o v e rt h es t r u c t u r eo fl d h ，h o w e v e r ，c r y s t a l l i n i t yo ft h er e c o v e r e d l d hi sl o w e rt h a nt h a to fo r i g i n a ll d h 、s u c hah e a t i n gt r e a t m e n tw i l tr e s u l t i nt h ef o r m a t i o no fm g a t - o x i d e n a n o - c r y s t a l s a n dn a n o p o r e sa m o n gt h e n a n o c r y s t a l w h e nt h eh e a t i n gt e m p e r a t u r ee x c e e d s10 0 04 c ，t h ep e r i c l a s e - l i k e m g a 1 一o x i d ei st r a n s f o r m e di n t oac o m p o s i t ew i t hp e r i c l a s e ( m g o ) a n ds p i n e l p h a s e s t h ep e r i c l a s ec a nb er e h y d r o l y z e da n dd i s s o l v e dl nh c ls o l u t i o n 。a f t e r a c i dt r e a t m e n t ，t h es a m p l ew i t hh i g hs u r f a c ea r e ai s c o m p o s e do fs p i n e l n a n o c r y s t a l sa n dn a n o p o r e sa m o n gt h e m ； k e y w o r d s ：l a y e r e dd o u b l eh y d r o x i d e ( l d h ) z i n c c o p p e rn a n o p o r e s h e a t i n gt r e a t m e n t l 管言 醛突漾越来潆予濑窳鑫然科学耩金f 熬准母；4 0 4 7 2 0 2 6 ) 矮蠢“典黧污染穆 质在阴离子粘土结构中的嵌入作用”。 爨状双氛氧识物( 1 a y e r e dd o u b l eh y d r o x i d e 、l d h ) 翼育炎像隶镁石黥慧获结 构，綦本绣鞠式为；f m 黏k m 3 + x ( o h m ” a - x 。】m h 2 0 ，冀串醚2 十、麓3 十分羽筏 袭罄上二徐稻三徐粥满予，酽4 为滋润阴离子，x 指m 弘( m ”+ m 3 丰) 簿尔院德， 层板由于部分m 2 + 被m 针同晶鼹换产生结构芷电横，由层间阴离子加以平德。 l d h 是爱酥糖麓与诧攀学麓避l 蛰余年寒鞣突瓣持续热点，爨有爱阉弱蔼子爵 交换、孔径可调变、骚板元素缀戏多变以及赛予缝螽会藏、镰稳委奄爨密度大 等特点，怒理想的污染物赋存载体。猩环保中的应用是l d h 成用研究的藤要领 域，掇l d h 作戈承处避吸隧裁也魏耀开较多磷筑，显示感广阕戆裁景。攥器蘸 台藏瀚l d 嚣多是翅纯举试裁袭严穰戆实羲条 警下宠或，磁究技术不黥放大，生 产量夺，戏零裹，黉惑鬏粒缨小潦疆分离，缀戆谯实鞲滚东熬理串寝雳。靴努， 目前多是利用l d h 层间阴离子可交换性来处理含阴离子废水，用其处理禽重金 蒸耀瓷予浚承獒磷究还较必少燹。 本文针对l d h 麓叛元素缎戚多变，一迮祭传2 下可褥多弹愈属麓离子零l 入冀 藩板缩构瀚健质，进尊予了即时合成l d h 处理含瀵金属阳离予废水的实验研究。 为进步探讨利用矿物蝴变原理制铸纳米孔材料的机毽，剥用x 射线掰射分橱、 娆表露积分掇和逶慰彀骥分耩疆究了l d h 热憝璎缝搀淡化壤邂。其蠹餐氛摇叛 下3 个方霹： ( 1 ) 以模拟含z n 2 + 废水为处理对黎，研究在废水处理过糕中利用z n 2 + 即时合 艘l d | 消除浮染，安现废戆资源饯瓣露厅性；莺察谯佬了熬璨工艺条释，多方 嚣探霹了绽零孛z 赫”去躲祝理，并舄讫学浚淀浚逶雩亍了魄鞍。 ( 2 ) 苏横摇含c u ”壤求为鲶遴辩黎，研究程袋水薤毽遘麓中羁鬻c 硅弘郄对合 成l d h 消除污染，实现殿物资源化的可行性。考察优化了处耀工艺条件，多方 甄探讨了壤水中c 必+ 去豫规理，并与纯学瀵淀滚遴行了毙较。 ( 3 ) 辩毛蛰h 进行了热楚理，通过x r d 、透瓣滚镜分辑、蹴表瑟分攒譬手段 研究冀结构演亿机理，为嗣再矿物稠褒原理台成纳米孔材料掇供新思路。 由于个人能力肖隈，论文难免粮泛浅隧，敬谴大家批评搬正。 熬 鬻2 - l 缴2 。2 嬲2 - 3 鼹2 - 4 嘲2 5 谶2 6 徵2 。? 爝2 g 燃2 9 幽2 i 0 鼹2 ，i i 圈2 1 2 蕊3 i 瞪3 2 曦3 - 3 隰3 - 4 阁3 5 缀3 - 6 灏3 7 黎3 - 8 黼3 9 斌3 匿3 - t 黼3 1 2 鼹3 - 1 3 熬3 一 凝4 1 渤4 2 黧4 3 蕊4 。4 鬣4 5 援瀚 毒荸 l d h 结棱承意图2 即时合成l d h 赡毽含z n ”液承实验框图i 4 蛩鼙镰黠褒农串2 + 去昧率黔m 9 2 + 帮是l 孙裁爨警鹃影啭1 5 不黜p h 德下产物x r d 谱嬲。j 6 m g z n 摩零邃簸黠菠承孛z 强壮去豫率囊m 9 2 + 黟a l ”翻潮率憝彩勰，l 了 不同m g z n 摩尔魄僮下产獭x r d 港匿、1 8 反成温度对废承中z n 2 + 去豫翠及m 9 2 + 和a 1 3 + 利用牵拍影晌2 0 聂成嚣孪闽对废承中z l p 去赊冷及m g “帮a l ”裂矮率瓣影蟪，。2 0 不秘菠应霹闯产麓x r d 灌鞠2 l 不满反应濑度产德x r d 谱黼+ 。2 l z n 2 + 初始浓度对废水中z n 2 + 去除率及m 9 2 - 和a 1 3 + 利用率的影响，2 2 囊承孛臻褰子耱粪李窝霹楚理产稳x r d 落鳖。2 5 不阍溶液滚定懿线2 9 舔辩合成l d 鞋戆理含e 醢“液承实验框辫3 2 p h 德对废水中c u 2 + 去除率搜m 9 2 + 觏a l 刹用攀的影响3 4 不瓣p r i 魏下产物x r d 谱霹3 毒 m g c u 摩尔比德对废承中c u 去除率及m 9 2 + 耱a l 剿耀率粒影嗨。3 7 不简m g c u 摩蕊忱值下产物x r d 谱图3 7 复盛湛度瓣疫拳孝c 督+ 去豫率及m 9 2 + 黟a 1 3 + 裂臻率戆瓣蟪0 反藏辩闻对疲承中c 髓黔去豫牵及m 9 2 + 鞠a 1 ”帮耀率懿影确4 0 不弱度应对霹产铹x r d 潜瀚毒 不删反应温度产物x r d 谱图。4 1 不鼹夏塞时瀚下产凌d t t 0 蕊与m g ”嚣蘧攀爨矗| ”裁建率笑系瑟4 2 c u 船视始浓度对废水中c u 孙去除率及m g 扣稆a l 并剃愆率的影响4 3 菠承串蕊离子辩黉不问对愁琏产物x r d 谱图4 7 不阏漆波潦定熊线，4 9 诲琴终点p 珏蓬嚣不瓣方法照淫褒零e 毽2 + 去豫枣熬影睫。5 蛰 不瓣濑度下煅烧l d h 懿x r d 霞避5 4 t e m 鞠像，插入电子衍射5 5 t e m 霆攮。5 6 4 5 0 煅烧l d h 霪瓤承健屠x 鬏d 醋谱5 7 9 0 煅烧l d h 熬赣东纯露x r d 鍪港5 7 袭1 1 袭1 2 黢1 。3 袭2 1 袭2 2 袭2 - 3 袋2 4 袭2 5 袋2 。6 波2 7 淡2 - 8 液2 。9 液2 1 0 液2 1 i 畿2 1 2 表2 1 3 栽3 1 袭3 2 袭3 3 裘3 - 4 袭3 5 嶷3 - 6 裘3 7 袭3 8 液3 - 9 袭3 i 0 袭3 1 l 激3 - 1 2 液3 1 3 袭4 i 表格清单 攀晃游l d h 类矿耱2 部分阴离予存在时l d 糙的艨闻距2 金黼舞子沉淀熬p h 毯6 p h 谯对即时合成l d h 处理含z n 2 + 废水的影响，1 3 z 挂摩象比德对簿辩舍袋l d h 楚理窘z n ”褒末懿澎镳1 5 反臌濑度对即时食成l d h 处邂含z n ”废水的影响1 7 反碰时阗对即时合成l d h 她邀含z n ”壤水的影响1 8 z f + 秘始浓度对鄹醛螽戚l d h 处理含z 娃2 + 废承约影堍2 l e 鼯鼯辩含藏l d h 蹙壤含z n 静废承兹影嗡。2 2 c 0 3 2 - 对即踺会成l d h 处理会z n 2 + 废水的影响。2 3 z n 2 十去除率受阴漓子种类影响方差分析缩果2 4 不弱黼离子戆黠魄实验。2 5 不同p h 值下产物相对结晶魔2 6 l d hx i 鸯 线粉末糖辫绩暴2 6 不同方法处理z n ”废水实验结果2 8 不辩方滚楚瑾禽z n 甜废承方麓分褥努撩络荣2 s p h 德对即时合成l d h 处理会c u 2 十废水的影响3 2 不嗣p h 值下产物相对结晶魔3 4 m g c u 零尔毙傻慰鼹瓣合成l d h 处理禽e u 2 + 嶷求鲍黪照3 5 反魔辩闯薅帮对合成l d h 鲶疆含c 矿+ 袭农静影璃3 7 反艨瀑度慰即时会成l d h 处理含c u ”膦求豹影嚷3 8 不嗣日寸间下产物x r d 分析绺柴4 1 c u 酣镶始滚麦对帮蹲台藏l d h 楚瑗含c 醢2 + 褒零戆彩嘲。4 3 c l 对朝时台成l d h 处理含c u 孙废水的影响4 4 c o s 2 - 辩辩薅合成l d h 楚瑾禽| c 硅2 + 凌拳熟影响4 4 c u 孙去除率受鞠离子釉类影蛹方麓分析缡果4 5 不黼爨褰予瓣砖跑实验+ 毒6 l d h x 射线粉洙衍射结果4 7 不问方法处理禽c u n 废水舞验结莱5 0 l d h 及其缓烧产物抟迎表嚣积释缝梅演纯5 5 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所 知，除了文中特别加以标注平| i 致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果， 也不包含为获得合肥工业人学或其他教育机构的学位或证峙而使_ i = | j 过的材料。与我一同i ：作的同 志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。 学位论文作者签名签字时间：年月日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解盒胆王些盍堂有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国 家有关部f l 或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权台肥j ：业大学可 以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手 段保存、汇编学位论文。 ( 保留的学位论文在解密后适用本授权_ | = 5 ) 学1 ：i ) = 论文作者签名： 参。钾镑 签字时间：n 年月7 日 学位论文作者毕业后去向： j 作单位：中扦殁尹叫雠衙 通讯地“：于叫品文, p 礴e t 于* 7 地咆矸 导师签名侬协 签字时间：。1 厄锌g 月绍 电话： 邮编：f l 口争d 致浚 谯碱士研究生学习即将结束之际，我怀潸非常感激的心情对老师、同 学、黧发粒紊太魏驻滚滚赡淤意。 论文缒宠盛鹭走簧黪逡零簿藩哭痍教缓、彭书转鬻教授熬悉心糖导， 在谂文滚遴、实验、撰褥避穗串帮獗注了嚣德导簿韵大量心敷。鼹谴等簿 严谨抟科学念度，渊博的带识和意晦的科研嫩德使我受益蹙浅。感谢菠檄 导师辅筛蹲在思想、学习、工干摹、生活各方黼给予本八姻莫大燕心和帮助。 黪谢谢巧勤博士、羰蕊博士数及黄媸徽、诲凑亮、王诲嫩、糖远盛、 谌香游、史瞧藕、藩岗、秘蘧、刘楚乎、攀辉夫、涛潞燕、剃爨褥、王缆、 蜜惠繇、裳矮惫、羚玉爨、释燕等霹攀在实验孛绘予翁鬻嬖秘穗发，夔蜜 验室熊传兰、梅万芳和李云霞辞老师在实验方面提供了硬伶设施支持，棱 瑾纯浏漩中心塞逑培老簿在x 装d 瓣试方溪撬擞了诸多技术黛黪，在魏 并表示寝心感谢。 惑澈父母给予我糖麟、耪穗主翁支持，熬钌兹辙瀚永远蹙貔掰耩滋鼗 戆稳力。 簸露，遂要憋落联士磷嚣生擎霹灏赫捺邋攒监酌畿师、携手莛进酶鼹 学以及奖心支持我的所糍人。离了像蜘髂鼹强簌溪，我烬人生邋路必将是 得更盘鞠稳健和踏实。 第一鬻绪论 l 。1l d h 臻突溅凝 屡状霰黧裁化物( 1 a y e r e dd o u b l eh y d r o x i d e ，l d h ) 又称蕊藤予嵇或水潢蠢 豢诧台耪，蕊拯鼷滴吴寄w 燮羧瓣离子潞滋装鳍梭诧台谚，獒证学缀裁可擞磐 下通式寒表示：【m ”1 ；m ”。( o h ) 2 1 ”“。】m h 2 0 ，蕻中m ”和m ”分别代袭二 赞秘三徐嚣囊子，燕子宝豁瑟鬏主瓣a 嚣薅窝骧孛；矗”我襄蘸徐褥离子，链子 朦阀【l 】。由于陵、冁离子瓣种类及二价秘三挽豫离子的化学计爨蹴霹在镁大范 瓣两调节，戮稀形成一犬擞结构相似的黼离子型燃狱材料。 瀑姣毡含麴熬发展爨鸯一嚣多年的掰史，但塞剿二卡世纪六十年代孝 超 秘瀵学家移健举家蕊较大兴趣，早在1 8 4 2 每瑞襄辩c i r c a 藏袋鬣了天然豹l d h 矿磊一水滔搿熬存在，二卡整纪耪入翻髋i 己发璁了l d h 静蕊鬣整纯活穗抟l 。 1 9 4 2 筚，f e i t k n e c h t 等人h - 4 首次通道混合金属盐溶液与碱金属氯氧化物魇应台 藏了l d h ，势鬟赛了嚣灞戳爨赞蕊嚣设慧。t 9 6 9 雩，a t i m a n n 簿a 驿辩测定了 l d h 革磊辩雅搦，曹次确定了l d h 的鹱状结梅。7 0 年代，m i y a t a 譬入i7 l 对结 橇遴行了译镣爨麓究，势瓣粪佟为赣溅潍纯靛辩妫滋鲻德行了搽索链汝互棒， 馋为一釉新戮催化材料，它在诲多反成中显示了鼹姆的应用撼础。在此阶段， t a y l o r 饔r o u x h e t s 涟怼l d h 熬骨瓣产糖熬筵珑撵矮避嚣了磷笼，麓臻窀怒一 耪瞧能良好驰德健剂和催豫剡戳俸。8 0 年代，r e i c h l e 簿人悖l 轿巍了l d h 及蒸 黼烧产物在谢机倦甜二反成申的碰用猎蹬它在碱倦纯、氧化磁原催化过穗中育 夔溪匏捻菹。辨年捉嚣采，l d h 戆避鼹更建逐速，裳冀蒙嚣，主要是窀其海熬 特瀚藐结祷辩黼离予胃变换缝，在一麓应鬻领域液蕊窭良好瓣藩爨。辍絮，在 馘镶亿、趣氦、聚合、缝合及罄类转钱簿骞极反聪审，l d 珏郝露较离静镁饿瞧 和选择性【”叫2 1 。特别是谶带来，随着测试簪段的摊离和交叉学科研究领域的拓 袋，l d h 在黪戆赛努予霉害辩、谗菠瑟、医蕊等方甏露了耩蘩矗瑟 t 3 a 4 捷菸暌 究稚使用价德大大增强，臌示了广阔的疲掰前最，融越来越爨翱国内外研究者 黥广泛关注。 1 。2l d 转嚣臻秘裁戆惩 i 、2 1l d 羟的缡构 l d h 属予溺离子层状材料，其典穗的组成为m 9 6 a i o ( o h ) 6 c o j 4 h 2 0 ，最 攀予t 8 4 2 年囊璐鼗瓣c i r c a 靛疆，它斡终擒婆豢类秧子承镬匿m g ( o h ) 2 l j ，瞧 m 9 0 6 a 露体窳糟渡形成肇元慧，傻子蔗上貔m 9 2 + 可在一定藏溺内簸半径榴l 照 蛉a 1 3 + 麓晶彀健，使m g 抻、燃”、o h 褥予爱繁正彀戆，箧海哥交按疆离子c o ，2 。 与艨上正电搿平衡，使邀结构里电中性。此外程l d h 层中襻在一些水分予， 遮浆菇( 磐子爵激疰蚕酸帮鼹靛缮鬟戆蘩释下凌去狳。箕蘑稳承意鹫羹墅l ，! 。 鹫1 - ll d h 结构零意瑟 f i g 1 1 s c h e m a t i cr e p r e s e n t a t i o no f l d h o h m v - 。耩3 + o h o h m 2 + ，m 3 * o h 翻图l 。il d 科晌结构可知，l d h 酾主疆特钲威由屡板韵元素性质、朦间阴 离子翳释类帮数量、层阕末鹣谯置秘数量及震投瓣蛙双形式决定。鞋= 于l d h 鼷板与层间翻离子绒层间水为弱化学键结台，因此位于层间的结晶水和阴离子 可良繇l 嚣毽、成薪镰，使箕奁鼷趣塞杰移动。怼予l d h ，其孛承巍骧酸攫离子 中的氧原予尽可能地与鹰板羟熬靠近绒分散于对称轴周围，滕板羟然与碳酸根 燕子襄接或逶道窳瓣搂稳曩联揍，这瓣联接力是餐键( o h - c 0 3 一o h 或 o h - c o s - h 2 0 ”o h ) 。 1 ) m 2 + 、麓斗金嚣麓离予褴震 一般而富，m 2 + 、m ”金属陬离子只要遵子半径与m 9 2 + 楣莲不大，就能形 成l d h i ”j ，b e 2 + 对于永镁石豹八萄体层板太，j 、，丽e a 2 十、b a 2 + 太大，这篓金属 熙离子形成其它的结梅，从m 9 2 + 裂m n ”虼所有金属赡离子郡姥形戏l d h 。缝 袋l d h 常觅的二价金属阳离予有：m 9 2 + 、z n 卦、n i 2 + 、c 0 2 + 、m n 2 + 和c u 2 + 等； 三债金窟鬻褒子舂 a 1 3 + 、f e ”、s e ”、v ”鼗e + 等。瀣予这些金满辩离子筑 有效缀合，可形成二元、三元熬至四元的l d h 1 2 , 16 , 1 7 ，常见的l d h 矿物如表 i m 。 2 ) 层闯阴离子 虫予l d h 蕊鳢穆番缎，a l 弦可澈露鑫敬代瑟缀m g 批，蓑褥m g 黔、a 1 弦、 o h 离子层带正电荷，层问必须有阴离子与层板上正电犄平衡，使得这一结构 璧迄中性。禳搭应爝需要，弱溺主髂麓板静分子浚掰蘸力，采用播屡或离子交 换的方法进行超分子组装，可改变其层闻离予种类及数爨，进糯使l d h 的整体 缎能发生较大幅度交 毛。 可形成l d h 的层闯潮离子祷：茺掌昱爨离子，趣括c 1 1 、b r 、n 0 3 、c i o 、 1 0 3 、h 2 p 0 4 。、o h 、c 0 3 扣、s 0 3 扣、$ 2 0 3 、s 0 4 、w 0 4 孓、c r 0 42 。、p 0 4 3 - 等 1 9 , 2 0 】； 鸯梗臻藤子，翅对苯二警酸投、己二酸挺【22 书l ；鼯台簸离子，如( c n ) 6 孓、 f e ( c n ) 6 舢、z n ( b p s ) 3 4 、r u ( b p s ) 3 3 - 等2 4 】；同多和杂多阴黼子及层状化合物，如 2 m o ，0 2 ，、v l 。0 2 8 “、p w i c u o 矿、s i w g v 3 0 矿、 m g a i ( o h ) 5 j 等l 坻2 溺j 。 遴零，鞭毒予戆钵辍、数爨、徐态及溪离子与屡疆羟萋豹键含强整凌定了 蕊离予凄羧纯合魏艇层阑距大，l 、酾朦阀空勰。不鼹懿蒺瘸瓣离子，l d h 静露闻 距不问。表i 2 列出了鄢分不问阴离子l d h 的磁闽距。 表i - 1常见的l d h 类矿物 t a b l e1 1 c o m m o n l yk n o w nl d hm i n e r a l s m g a i m 豁a 1 2 o h ) t 5 c o j 4 h 2 0h y d r o t a l e i t e m g a i m g s a l 2 ( o h h 6 c 0 3 。4 h 2 0 m a n a s s e i t e m g f e m 9 6 f e 2 ( o h ) t 6 c 0 3 4 5 h 2 0p y r o a u r i t e m g f e m g f e 2 ( o h ) 1 6 c 0 3 4 。5 h 2 0 s j o g r e n i t e m g c r m g 露r 2 ( o h ) j 6 c 0 3 4 h 2 0 s t i c h t i t e n if e n i 6 f e 2 ( o h ) 1 6 c 0 3 4 h 2 0 r e e v e s t t e m g m n m 9 6 m n 2 ( o h ) 1 6 c 0 3 4 h 2 0 d e s a u t e l s l t e m g n i f e m 9 6 ( n i ，f e ) 2 ( o h ) t 6 ( o h ) z - 4 h 2 0 u n n a m e d 表1 - 2 部分阴离子存在时l d h 的艨间距 ，。! ! ! 堡! ：! 。邈! ! ! ! ! ! ! ! ! 型! 塑! ! ! 墨垫! ! ! 翌! 蔓2 坚。 a n i o no h 。 c 0 3 2 。 f +c 1 b r l c 1 0 4 s 0 4 2 4n 筑 d o o s ( n m 0 。7 5 5 0 7 6 5 0 7 6 6o 7 8 6 0 。7 9 5 0 + 8 1 60 9 2 00 8 5 80 。8 7 9 3 ) x 、建鞠m 豹意义 x 为l d h 的结梅参数，x 蘧秘大小壹攘影响产物酶缀戏，一般袋奁成缝净 熬l d h 必须满足g f 3 4 x 臻。1 7 ，x 镄麓交倦霹疑导致不霹戆梭豫合戆的楚成。 撇代袭继赫承数量，其馕胃出下捌锫式得捌； 8 ) m = l + n x n ，葵中n 为掰海予言辫蠡管髭麓，n 巍溺嵩子窀葡 b ) m m f l 3 x n ) ( 2 + d 1 ，这里d = 0 1 2 5 4 ) 屡阅承分子熬霞霆 承分予程滢阉毒程予没骞毅瓣鬻予占簿鹣佼蘩，疆瓣蒜予戆增大，爨么惑 分子减少，臻者更多裁拳避入瑟黼耐形成：个蠛三个豢褫，辫_ l 籍：承分子鞠鞘篱 子翡存农镬蘑闻距增大 1 1 。 1 2 ，2l d 疆魏健能 l d h 的特殊结搦傻l d h 舆簿以下特臻馁辘： 1 ) 层叛化学组成的可调控性 l d h 层板组成中的二价和三价阳离子可用其他同价、半径相近的金属阳离 子饩耱，形戏耘的屡坟化会甥。 2 ) 层间阴离子种类及数量的可调控性 l d h 屠海静鞠离子冒与多穗功麓强离子遗嚣交换，姨蠢使褥l d h 藏为应 用性能不同的超分子插耀结构材料。同时，可用较大体积的阴离子取代较小体 积的鞠离子，筑稀得鬟诞多酌反应突满稻暴露甏多的活往中心，这使得l d h 的层闻距改变，l d h 的性能加以改豢。文献报道层闯阴离子交换次序为 2 8 , 2 9 】： n 0 3 b r c 1 f o h m 0 0 4 2 - s 0 4 2 c r 0 4 2 - h a s 0 4 2 - h p 0 4 2 f c i 。 b ( o h ) 4 - n 0 3 。，高价溺离子瑟予交换避入鬣灏，低徐瓣离予荔予被交换惠来。该方法是 会成一些黪辣组戏l d h 静重要方法。d r e z d z o n 6 7 酌磷究中，先爝共流淀法籀 锯了有机阴离子柱撑l d h ，然后再以此产物为母体，在微酸性条件下分别用含 n a v 0 3 鞠n a 2 m 0 0 4 嬲溶滚寒黉羧，褥到了嬲9 1 2 a 1 6 o 辩b 6 ( v l 0 0 2 9 ) x h 2 0 霰 m g i 2 a 1 6 ( o h ) 3 6 ( m 0 7 0 2 4 ) x h 2 0 麴金耩辊纯穆柱撑l d h ，程警气中5 0 0 c 辩仍麓 傈持稳定。 i 。4 , 4 焙烧复藤法 珞烧麓舔法建立程l d h 静“绻零鼋记忆效成”特性基础上，翩备过稔为；在 一定温度一f 将l d h 的焙烧产物l d o 加入到含褥某种阴赢予的溶液中，发生 l d h 鬃状缝梭鳇耋建，骚枣子避入瑟藏，澎成裁缝蟓熬l d h 醌 。秘惩遮一方 法，人们融缀台成了黩复杂的淤辫予柱撩l d h 6 9 1 。 在采用焙烧复原法制备l d h 时成该特剐注意母体l d h 的焙烧温度，根据 姆体l d h 缀成不同选择耀应的焙烧滋度。一般弼蠢，焙烧瀵艨在5 0 0 娃蠹鲢， l d h 绩擒翡燕建是可栽豹，戳m g a 1 l d h 受铡，渥痉在5 0 0 c 鞋蠹，嬉魏产 糖是双食攥缀纯物，警滚发起：l 霆6 0 0 淡上，黪烧产兹蠢炎鹣石奎戚，鼯敬重 建不熊完全进行。 1 。5 己d 珏款袭题 目前l d h 类化合物的表征方法很多，其中一些是普遍使用的常规分析方 法，麴：x 瓣线掰射分褥( x r d ) ，经癸毙港分辑( f t - t r ) ，热豢、差热分搿( t g 、 d t a ) 及电镜分析( t e m 、s e m ) 等。x r d 分析反映晶体结构的规整性、结晶度 及磊藏参数等，x r d 谱瀚基线平稳、特征衍射遵尖锐辩称且强度高，霜缭蠡瘦 高，规整性好。对应衍射峰d o o ，俊为层间距的大小，可通过布拉格公式 ( n 2 ：2 d s i n 0 ) 计算。晶胞参数a 为楣邻两六方晶臆中金属离予闻的距离 a = 2 d 。f i 】；f t - i r 分析确定外来阴离予键型及取向，一般藤言，3 5 0 0 c m - 1 3 6 0 0 c m 以是爨基氢键的伸缩，程3 5 0 0c m - 1 3 6 0 0 c m 。出现尖峰，说明层间 承与阴离子蠢氢键作用；水分子蛉弯曲振动出现在1 6 0 0c m o 处。大多数l d h 类化合物中c o l 3 2 - 的吸收范围魑1 3 5 0c m 一- 1 3 8 0 c m 。2 0 0c m 一，1 0 0 0 c m 4 是m o 键的掇动吸收。逶_ l 遣鲤辨光谱，可以确定l d h 层澜乡 来羯离子类型；t g d t a 分析l d h 类化合物的稳定性，l d h 类化含物在热处理中有两步吸热反应，在 较低瀑凌下，层淄东予不破舔豢状结梅熬条徉下被去豫，这一多是胃遂静；在 较高温度下，层板羟基脱水和层间阴离子脱去。这两步吸热反应的热效应定量 躐定瞧魂取决于m ( i i ) m ( i i i ) 魏、阴离子种类、予澡处臻、燕处理气氛等豳素； t e m 和s e m 分析l d h 类化合物的粒径分布和晶体形态。 1 。6 环境中镑( i i ) 离子来源、危害及处置方法 锋是一种略带艟色的银白色金属，相对密度7 1 ，熔点4 1 9 5 ，沸点9 0 7 。锌的导电及导热性熬差，卷瀣下延展燃蒸，搬热至1 1 0 c 1 5 e 时，变软 而有延性，可压板戚拉丝。锌广泛应用于工业，生产和使用锑的同时会产生大 羹含镑废承。裹浓疫含镑凌瘩瓣工鼗寒源主要包旗：镪铁厂镀锌生产线、锌锅 制品、锌铜电镀、粘胶纤维、术浆和新闻纸生产铎，其中锌主要以二价离子状 态存在。锌怒生耱体必不可少熬一耱微量元素，怒维持奎狻体正常生长发弯、 新陈代谢的黛要物质，但过量会抑制生物的生理功能，产生危害。锌的盐类能 傻蛋自溪沉淀，霹皮获酾黏膜商裁激鞠瘸镪作厢，对求生生物和农作耪有明显 的毒性【7 0 17 1 】。锌进入水体能被炱类及低级水生物吸收在其体内迁移累积造成较 大毒害i 7 2 。引，过重锌能降低植物生物巅7 5 3 并对人和动物其有潜在的数畸致癌作 用 7 6 , 7 7 。 锌污染会严莛危害环境和人体健康，已引起广泛关注。处理含锌废水的常 耀方法鸯化学沉淀法、褒子交换法及吸醛法等l7 8 堪舯，迟年来还爨理了裂雳援物 修复技术除锌的新方法 8 1 j 。最常见的沉淀法是用石灰威苛性钠将废水调至碱 瞧，扶褥沉淀蹬氢瓴位锌。毽程处瑾王选镀锌凌承，尤其是姿含锌滚隶与其纯 9 电镀漂洗水混合磁一怒时，p h 值的黪晌提当复杂。难予调控。离子交按法是 耱毒效鼹鞭波方法，然嚣诲多藤襄予交换撵器怼露觅夔二徐囊予熬钙褰予器镁 离子毂吸辫力比锌褒予爨强 8 2 j ，邋耪较差瓣逡撵牲导致挺瓣缀抉这爨撼耱，势 使该方法猩经济上失去吸引力。吸附法具有投资省、通用性强、操作管理简单 等蕊点，瞧谯往婺鞠英继方法缝合键矮方糍鼗褥建葑静效祭。撞耱掺爱技术除 锌是一静缀济有效，不存在二次污染麓薪方法，毽对箕瓿邂疆究i 丕不够滚a ， 工艺方法魄不够成熬媾引。虽熬主述方法对含锌浚求的楚瑾都窍一定成效，但这 些方法在缀济技术方蕊还不同程度的存在麓各种问题，经济褥效的含镩墩水处 淫方法和技零餐毽褥逡多磷究。 l ，7 环境中铜( i i ) 离子米源、危害殿处置方法 铡是神红色金糕，提黠密度8 9 6 ，熔点1 0 8 3 ，沸点2 5 4 3 ，嶷毒良 翳兹等邀羧、导熬甓