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近年来,采用类水滑石脱除环境中的重金属离子方面的研究屡见不鲜,但大多都是对单一重金属离子进行去除,而实际的废水处理中重金属离子并不是单独存在而是以混合状态存在的,因此对混合重金属离子的去除研究就显得很有必要。本文采用水热合成法,通过阴离子交换成功制备出羟基乙叉二膦酸根插层的镁铝类水滑石(HEDP-LDH)与硫酸根插层的钙铝类水滑石(CaAl-SO4-LDH),将这两种合成的类水滑石应用于水溶液中重金属离子的选择性去除。
HEDP-LDH对Cd2+、Pb2+、Cr3+和Zn2+都具有较好的去除能力,对上述四种单一金属离子的去除率分别为89.7%、71.9%、62.5%和82.4%。对于混合金属离子溶液中(四种金属离子初始浓度均为100mg/L),能优先去除Pb2+,对Pb2+的选择性去除率为93.3%,选择性去除顺序为Pb2+>>Cr3+>Zn2+>Cd2+;当溶液中只有Cd2+、Cr3+和Zn2+时,选择性去除顺序为Zn2+≈Cd2+>Cr3+;当混合溶液中只有Cd2+和Cr3+时,选择性去除顺序为Cd2+>Cr3+;当混合溶液中只有Zn2+和Cr3+时,选择性去除顺序为Zn2+>Cr3+。另外,当pH范围为3.5-6,温度区间为25-50℃的条件下,HEDP-LDH依然能够保持对Pb2+极佳的选择性去除效果。最后通过XRD、FT-IR等表征证实了HEDP-LDH去除重金属离子主要通过层间阴离子与溶液中金属离子的络合。
此外,本文还利用甘肃省受阴离子污染的地下水、氧化钙和三水铝石为原料混合,将获得的浆料过滤出来后采用水热法合成得到了硫酸根插层的钙铝类水滑石(CaAl-SO4-LDH),经处理后阴离子污染水中阴离子的含量显著降低。采用X射线衍射仪、傅里叶变换光谱、扫描电子显微镜、离子色谱仪等表征仪器证实地下水中的硫酸根成功插层到了钙铝类水滑石层间。将制备的CaAl-SO4-LDH用于去除水溶液中的Pb2+,通过改变接触时间、Pb2+初始浓度、类水滑石投放量、溶液初始pH等条件探究其对Pb2+去除能力的影响。最后将CaAl-SO4-LDH去除Pb2+后进行结构表征,发现该材料主要是通过其溶解释放的大量羟基使Pb2+生成氢氧化物沉淀进而将其去除。该研究为治理阴离子污染水体和重金属离子污染水体提供了一条很经济、高效的途径。
HEDP-LDH对Cd2+、Pb2+、Cr3+和Zn2+都具有较好的去除能力,对上述四种单一金属离子的去除率分别为89.7%、71.9%、62.5%和82.4%。对于混合金属离子溶液中(四种金属离子初始浓度均为100mg/L),能优先去除Pb2+,对Pb2+的选择性去除率为93.3%,选择性去除顺序为Pb2+>>Cr3+>Zn2+>Cd2+;当溶液中只有Cd2+、Cr3+和Zn2+时,选择性去除顺序为Zn2+≈Cd2+>Cr3+;当混合溶液中只有Cd2+和Cr3+时,选择性去除顺序为Cd2+>Cr3+;当混合溶液中只有Zn2+和Cr3+时,选择性去除顺序为Zn2+>Cr3+。另外,当pH范围为3.5-6,温度区间为25-50℃的条件下,HEDP-LDH依然能够保持对Pb2+极佳的选择性去除效果。最后通过XRD、FT-IR等表征证实了HEDP-LDH去除重金属离子主要通过层间阴离子与溶液中金属离子的络合。
此外,本文还利用甘肃省受阴离子污染的地下水、氧化钙和三水铝石为原料混合,将获得的浆料过滤出来后采用水热法合成得到了硫酸根插层的钙铝类水滑石(CaAl-SO4-LDH),经处理后阴离子污染水中阴离子的含量显著降低。采用X射线衍射仪、傅里叶变换光谱、扫描电子显微镜、离子色谱仪等表征仪器证实地下水中的硫酸根成功插层到了钙铝类水滑石层间。将制备的CaAl-SO4-LDH用于去除水溶液中的Pb2+,通过改变接触时间、Pb2+初始浓度、类水滑石投放量、溶液初始pH等条件探究其对Pb2+去除能力的影响。最后将CaAl-SO4-LDH去除Pb2+后进行结构表征,发现该材料主要是通过其溶解释放的大量羟基使Pb2+生成氢氧化物沉淀进而将其去除。该研究为治理阴离子污染水体和重金属离子污染水体提供了一条很经济、高效的途径。