高比表面積水滑石材料的宏量制備及吸附性能研究.pdf

1、層狀雙金屬氫氧化物（簡稱水滑石或LDHs）是一類新型無機二維納米材料，在阻燃抑煙、PVC熱穩(wěn)定劑、紅外吸收、紫外阻隔、催化、電化學(xué)儲能等領(lǐng)域已經(jīng)取得了工業(yè)化應(yīng)用或表現(xiàn)出很好的應(yīng)用前景。普通水滑石(Normal LDHs，簡稱N-LDHs)比表面積較小，大約為10～50 m2/g，一定程度上限制了水滑石及水滑石基復(fù)合材料的應(yīng)用，尤其是在催化、吸附、電化學(xué)儲能等領(lǐng)域。
　　本論文采用有機溶劑丙酮處理(Acetone Treatment

2、，簡稱AT)的方法，制備四種水滑石AT-Mg2Al-CO3-LDHs、AT-Ni2Al-CO3-LDHs、AT-Zn2Al-CO3-LDHs和AT-Mg3Al-CO3-LDHs，通過優(yōu)化制備條件，其最大比表面積分別為123.5 m2/g、254.7 m2/g、54.5 m2/g和195.0 m2/g，考慮到AT-Mg3Al-CO3-LDHs的低成本及低毒性，且不會對環(huán)境產(chǎn)生二次污染等優(yōu)點，故本論文研究了AT-Mg3Al-LDHs的焙燒產(chǎn)

3、物AT-Mg3Al-LDO對不同濃度重鉻酸鉀(K2Cr2O7)溶液中重金屬鉻Cr(Ⅵ)的吸附性能，通過ICP-AES表征技術(shù)，測得其吸附容量可達(dá)到55.91mg/g，約180 min可達(dá)吸附平衡，吸附容量是普通水滑石焙燒產(chǎn)物（簡稱N-LDO）吸附容量(23.71 mg/g)的～2.4倍，吸附平衡時間為N-LDO(1080min)的1/6，吸附效率顯著提升。
　　進(jìn)一步研究了丙酮處理法的工程技術(shù)問題，將高比表面積AT-Mg3Al-C

4、O3-LDHs的制備進(jìn)行了放大，通過中型反應(yīng)釜裝置、陶瓷膜等中試設(shè)備，實現(xiàn)了高比表面積水滑石材料的宏量制備，成功制備約2.7 Kg高比表面積AT-Mg3Al-CO3-LDHs，并對樣品進(jìn)行了一系列表征，從XRD、SEM表征結(jié)果可以看出與小試實驗所制備的高比表面積水滑石結(jié)構(gòu)和形貌保持一致，BET表征證明AT-Mg3Al-CO3-LDHs存在豐富的介孔結(jié)構(gòu)，比表面積達(dá)到174.5 m2/g，為高比表面積水滑石材料的工業(yè)化生產(chǎn)提供了實踐探索。