本文針對層狀雙氫氧化物L(fēng)DH（Layered Double Hydroxides）,合成了不同形貌的鎂鋁硝酸體系LDH,并通過高溫煅燒制備其對應(yīng)的焙燒產(chǎn)物L(fēng)DO（Layered double oxide）。測試并分析了LDH和LDO的化學(xué)組成及結(jié)晶結(jié)構(gòu),驗證了合成物質(zhì)的目標(biāo)產(chǎn)物;三種不同的制備方法均可獲得晶相完整,結(jié)晶好的LDH/LDO。其中片狀的LDH/LDO比表面積最大,是最有潛力的硫酸根離子吸附劑。焙燒所得的LDO相較于對應(yīng)的LDH樣品的形貌變化不明顯,仍然保有原有的結(jié)構(gòu)。三種LDO煅燒物依然存在一定的層狀結(jié)構(gòu),在焙燒過程中,有序?qū)訝罱Y(jié)構(gòu)被破壞,其比表面積與孔容、孔徑比原有樣品均有明顯增大,吸附潛力有顯著提升�；贚DH/LDO陽離子和陰離子吸附行為進(jìn)行研究,研究結(jié)果表明:不同元素配比的鎂鋁水滑石對硫酸根離子的吸附性能不同,三種不同的粒子形貌的水滑石對硫酸根離子的吸附性能不同,具有片狀結(jié)構(gòu)的具有最好的吸附性能。三種LDO對硫酸根離子都具有一定的吸附能力,且吸附能力均較其同型LDH更強(qiáng),仍是片狀的LDO的吸附效果為三種最好。LDH對硫酸鹽的吸附效果受環(huán)境p H值影響較大,隨著初始濃... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

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【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖11雙層氫氧化物的三維結(jié)構(gòu)示意圖

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文-15-圖2-1三種不同形貌LDH的X射線衍射分析圖由圖2-1可以看到，制備的三種不同的MgAlNO3LDH均具有典型的LDH類物質(zhì)的特征峰，LDH-1和LDH-3與XRD衍射圖譜基本一致，試樣均有五個相對衍射強(qiáng)度較大的特征衍射峰，LDH特征峰分別為10.961°，22.164°，34.648°，40.578°，60.938°；在2θ為10°、20°、34°和60°附近出現(xiàn)的衍射峰代表的是(003)、(006)、(009)和(110)晶面。觀察XRD圖2-1，可以看到圖中不同衍射角度下獲得形成的特征峰基線較為平穩(wěn)，(003)、(006)、(009)、(110)晶面特征峰強(qiáng)而狹窄，表明制備的LDH晶相完整，結(jié)晶度高。2.2.2LDH的紅外光譜分析傅里葉變換紅外光譜儀（FT-IR）是干涉型紅外光譜儀的典型代表，主要由邁克爾遜干涉儀和計算機(jī)組成。邁克爾遜干涉儀的主要功能是使光源發(fā)出的光分為兩束后形成一定的光程差，再使之復(fù)合以產(chǎn)生干涉，所得到的干涉圖函數(shù)包含了光源的全部頻率和強(qiáng)度信息。用計算機(jī)將干涉圖函數(shù)進(jìn)行傅里葉變換，就可計算出原來光源的強(qiáng)度按頻率的分布。其光源發(fā)出的光被分束器（類似半透半反鏡）分為兩束，一束經(jīng)透射到達(dá)動鏡，另一束經(jīng)反射到達(dá)定鏡。兩束光分別經(jīng)定鏡和動鏡反射再回到分束器，動鏡以一恒定速度作直線運動，因而經(jīng)分束器分束后的兩束光形成光程差，產(chǎn)生干涉。干涉光在分束器會合后通過樣品池，通過樣品后含有樣品信息的干涉光到達(dá)檢測器，然后通過傅里葉變換對信號進(jìn)行處理，最終得到透過率或吸光度隨波數(shù)或波長紅外吸收光譜圖。制備所得的三種不同形貌的LDH物質(zhì)紅外的分析結(jié)果如圖22所示：

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文-17-示：圖2-3三種不同形貌的LDH掃描電鏡（SEM）圖（a.LDH-1b.LDH-2c.LDH-3）由圖2-3可知，添加乙二醇采用水熱法合成的棒狀鎂鋁水滑石LDH-1，添加乙醇合成的片狀六邊形鎂鋁水滑石LDH-2，該方法制備的鎂鋁水滑石表面光滑，晶體完整。c圖為以四丙基氫氧化銨為模板劑合成的立方體鎂鋁水滑石LDH-3，聚集成團(tuán)。在不同制備條件下能制備出不同形貌的LDH，其主要原理在于LDH的層狀結(jié)構(gòu)的層板由金屬氧化分子團(tuán)MO6組成的八面體共用棱邊組合而形成。其層板之間由范德華力，靜電力和氫鍵等弱相互作用相連接，板內(nèi)部由共價鍵相連接。LDH在沿a軸方向或沿c軸方向取向成長的生長速率取決于其層板內(nèi)部的強(qiáng)化學(xué)作用。而在一般情況下，LDH在沿晶面c軸方向的取向生長要落后于沿a軸方向的取向生長，故而LDH更容易形成具有片狀結(jié)構(gòu)的晶型。而在結(jié)晶法制備LDH的實驗中加入1,2-亞乙基二醇，1,2-亞乙基二醇與水混合，形成乳液。在此情況下，1,2-亞乙基二醇能夠形成棒狀的膠束，而之后LDH粒子的形成生長便能在其水相的空腔中發(fā)生，合成粒子的形態(tài)便與空腔的形狀相吻合。故而


本文編號：2980091