利用化學實驗中廢棄物為原料合成LDHs的研究和探索.pdf

1、層狀雙金屬氫氧化物(Layered Double Hydroxides，簡寫為LDHs)，又稱陰離子粘土或水滑石類化合物，是一種具有特殊層狀構型的功能材料。由于該材料的主體層板元素具有可調控性和層間客體可交換性，使合成目標應用水滑石成為可能。它在離子交換、吸附、催化、醫(yī)藥、光、電、磁等多個領域展現(xiàn)出廣闊的應用前景。
　　本文研究了利用基礎實驗產(chǎn)生的含鉻廢水與固體廢棄物硫酸亞鐵銨合成含鉻鐵水滑石，并討論了其吸附性能。同時為了進一步探

2、討含鉻鐵水滑石的微觀結構及性質，結合二價金屬鎂外層電子數(shù)較少的情況，選取了低價態(tài)的硝酸根插層的Mg3Cr-LDHs、Mg3Fe-LDHs進行理論計算，并與硝酸根型Mg3Al-LDHs、Mg3Ga-LDHs的微觀結構及性質進行了比較。
　　結合大學基礎實驗中產(chǎn)生廢棄物的處理現(xiàn)狀，以硫酸亞鐵銨制備實驗產(chǎn)生的固體廢棄物和含鉻溶液的滴定實驗中廢液為原料，本文采用化學還原法對含鉻廢水與廢固硫酸亞鐵銨進行無害化處理，探索了反應原料的最佳投料比

3、，以二者最佳投料比并依據(jù)共沉淀法合成高效吸附劑水滑石。研究結果表明，經(jīng)過焙燒后的水滑石在自然光條件下對鉻液(含Cr(Ⅵ)51.25mg/L)進行4h吸附，吸附量為32.37mg/g;該研究實現(xiàn)了實驗室污染的零排放，達到了“以廢治廢，化廢為寶”的目的。
　　為了進一步探討含鉻鐵水滑石的微觀結構及性質，本文采用密度泛函理論(DFT)，用CASTEP程序模塊，對Mg3M-LDHs(M3+=Al3+、Cr3+、Fe3+、Ga3+)周期性模