本文關(guān)鍵詞： 層狀雙氫氧化物 纖維 氟離子 牛血清白蛋白 紅外發(fā)射率　出處：《東南大學(xué)》2015年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：層狀雙金屬氫氧化物(LDHs)是一種典型的陰離子型層狀粘土材料,在污染控制、化工分離和光學(xué)材料等方面有著廣泛的應(yīng)用。然而,在靜電引力和氫鍵的作用下,帶正電荷的LDHs層板和帶負(fù)電荷的層間陰離子發(fā)生層層組裝,LDHs納米片層層堆積形成有序的層狀結(jié)構(gòu),其較小的層間距和比表面積,嚴(yán)重限制了LDHs的表面性能。分級(jí)結(jié)構(gòu)LDHs基復(fù)合材料在連續(xù)的微、納米尺度范圍下具有二重或者多重形貌并呈現(xiàn)多層次分布,其特有的微結(jié)構(gòu)使其具有高比表面積和特殊表面性質(zhì)。旨在開(kāi)發(fā)多功能LDHs基復(fù)合材料,探究材料界面結(jié)構(gòu)與性能之間的關(guān)系,本論文圍繞分級(jí)結(jié)構(gòu)LDHs復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)和組分的設(shè)計(jì)展開(kāi)了研究,成功制備了生物形態(tài)的A1203纖維、Mg-Al LDHs/Al2O3復(fù)合材料、Ni-Al LDHs/Al2O3復(fù)合材料和LDHs/ZnO/Al2O3復(fù)合材料,并運(yùn)用X射線衍射(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)和氮?dú)馕?脫附對(duì)所制備的材料進(jìn)行表征,深入研究材料污染控制、生物分離和光學(xué)方面的應(yīng)用。具體研究?jī)?nèi)容及結(jié)果如下：(1)以廢紙中的纖維為模板,采用模板法制備纖維形態(tài)的A1203；以A1203纖維為鋁源,采用水熱法制備分級(jí)結(jié)構(gòu)的Mg-Al LDHs/Al2O3復(fù)合材料。由XRD分析可知,復(fù)合材料由非晶態(tài)的A1203和LDHs納米晶構(gòu)成。在微米尺寸A1203纖維表面原位生長(zhǎng)一層LDHs納米片后,材料的比表面積由76.66 m2/g增加到165.0m2/g。采用不同的吸附等溫線和動(dòng)力學(xué)模型,對(duì)吸附過(guò)程進(jìn)行擬合,結(jié)果表明復(fù)合材料吸附氟離子的等溫線符合Langmuir模型,吸附動(dòng)力學(xué)符合pseudo-second-order動(dòng)力學(xué)模型。與單純的LDHs顆粒和A1203纖維相比,Mg-Al LDHS/Al2O3復(fù)合材料擁有較高的氟離子吸附性能,最大吸附量可達(dá)58.7 mg/g,表明所制備的Mg-Al LDHs/Al2O3復(fù)合材料在污染控制方面有著潛在應(yīng)用價(jià)值。(2)結(jié)合生物模板法和原位生長(zhǎng)技術(shù),在A1203纖維表面原位生長(zhǎng)Ni-Al LDHs納米片,構(gòu)筑分級(jí)結(jié)構(gòu)的Ni-Al LDHs/Al2O3復(fù)合材料。在材料的制備過(guò)程中,探討了沉淀劑含量和水熱溫度對(duì)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的影響。將焙燒的Ni-Al LDHs/Al2O3復(fù)合材料應(yīng)用于吸附溶液中的牛血清白蛋白(BSA),結(jié)果表明：復(fù)合材料中的大孔結(jié)構(gòu)對(duì)吸附BSA起決定性作用,復(fù)合材料在中性條件下有著較高的吸附性能。由于體積較小的無(wú)機(jī)陰離子與LDHs納米片之間的靜電引力,復(fù)合材料表面的吸附位點(diǎn)容易被體積較小的無(wú)機(jī)陰離子占據(jù),致使被吸附的BSA被釋放出來(lái)。在高濃度的鹽溶液中,被吸附的BSA幾乎被完全釋放出來(lái)(超過(guò)95%),表明所制備的Ni-Al LDHs/Al2O3復(fù)合材料在生物分離方面有著潛在應(yīng)用價(jià)值。(3)以Zn-Al LDHs為基礎(chǔ),設(shè)計(jì)多結(jié)構(gòu)和多組分LDHs復(fù)合材料。以A1203纖維為鋁源,通過(guò)控制水熱時(shí)間控偉LDHs納米晶生長(zhǎng),制備分級(jí)結(jié)構(gòu)的Zn-Al LDHs/Al2O3復(fù)合材料。調(diào)變反應(yīng)溫度,控制鋅鹽的水熱和LDH納米片的生長(zhǎng),制備Zn-Al LDHs/ZnO/Al2O3復(fù)合材料。通過(guò)材料的結(jié)構(gòu)和形貌分析可知,在較高的水熱溫度下有利于Zn0納米晶生長(zhǎng),而較長(zhǎng)的水熱時(shí)間有利于LDHs納米片生長(zhǎng)。對(duì)制備的復(fù)合材料進(jìn)行了紅外發(fā)射率測(cè)量,結(jié)果表明復(fù)合材料的微結(jié)構(gòu)對(duì)紅外發(fā)射率有一定影響。通過(guò)以上三個(gè)部分的工作,本論文系統(tǒng)地對(duì)LDHs復(fù)合材料的微結(jié)構(gòu)和組分進(jìn)行了優(yōu)化,并考察了材料污染控制、生物分離和光學(xué)方面的應(yīng)用,為更深入廣泛地研究其它LDHs基復(fù)合材料提供了實(shí)驗(yàn)和理論基礎(chǔ)。同時(shí),為改善LDHs材料的表面性能提供新的研究途徑。
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【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TB332

【參考文獻(xiàn)】

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1 賀辛亥;張雄斌;劉松濤;姜鳳陽(yáng);王俊勃;楊敏鴿;蘇曉磊;齊樂(lè)華;;生物模板法制備苧麻形態(tài)二氧化錫多孔陶瓷[J];硅酸鹽學(xué)報(bào);2014年02期

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本文編號(hào)：1549925