水滑石及其衍生物处理水中污染物的研究进展_王紫薇.pdf
《水滑石及其衍生物处理水中污染物的研究进展_王紫薇.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《水滑石及其衍生物处理水中污染物的研究进展_王紫薇.pdf(7页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、第 卷第期 年月中国无机分析化学 ,:收稿日期:修回日期:基金项目:北京市教委科技一般项目();北京市自然基金青年基金资助项目();北京市教委科技一般项目()作者简介:王紫薇,女,硕士研究生,主要从事无机材料化学研究。:通信作者:谷庆阳,女,副教授,主要从事无机材料化学研究。:马磊,男,副教授,主要从事水污染治理研究。:引用格式:王紫薇,衡辉,李金燕,等水滑石及其衍生物处理水中污染物的研究进展中国无机分析化学,():,():水滑石及其衍生物处理水中污染物的研究进展王紫薇衡 辉李金燕靳海波何广湘谷庆阳马 磊,(北京石油化工学院 新材料与化工学院,燃料清洁化及高效催化减排技术北京市重点实验室,北京
2、 ;北京石油化工学院 新材料与化工学院,油田应用化学与化工技术研究所,北京 )摘要水滑石()由于具有记忆效应、内部结构可调性、层间阴离子可交换性等优良性质,而在水处理领域具有广阔应用前景。综述了水滑石及其衍生物处理水中污染物的最新研究进展。介绍了 处理重金属废水和有机废水,利用催化氧化性能或通过与不同材料复合处理废水。此外,还简述了 的规模化生产现状及存在问题,对 材料在水处理领域的未来发展方向进行了展望。关键词水滑石;水处理;复合材料;吸附;催化氧化;废水中图分类号:文献标志码:文章编号:(),*,(.,;.,)(),;第期王紫薇等:水滑石及其衍生物处理水中污染物的研究进展当前我国仍处在经济
3、快速发展的阶段,工业化水平日益提升,对水资源的需求也日益增长,我国的水污染问题逐渐突出。当大量的工业污水未经任何处置,直接进入到水环境中,不仅会对水质造成严重的污染,而且还会造成水资源的紧缺。针对各种工业污水治理,国内外已有许多研究成果(如:吸附、催化氧化、还原、膜工艺等)用来进行工艺处理。开发高效、低成本的新型废水处理剂是目前国内外研究的热点之一。层状双 金 属 氢 氧 化 物,又 称 为 水 滑 石,简 称,可用()()表示。表示以 为主可交换的层间阴离子,还有、等。在此基础上,层间的阴离子与层板的正电荷达到平衡状态,从而令 呈电中性。代表 、和 等的价阳离子,表示如 、等价阳离子。比较典
4、型的、摩尔比为 ,为 。由于其层板化学成分的可变调性,能够在一定程度上形成不同种类的化合物。作为一种具有记忆效应、内部结构可调性、层间阴离子的可交换性等性质的材料,其在水处理领域的应用越来越引起研究者的重视。一方面,可以通过调节化学组成,制备出具有各种不同有效成份的。另一方面,由于 具有独特的记忆作用,它的煅烧产物易于在水环境中重建原来的层状结构,从而实现层间阴离子的交换,同时,由于煅烧产物具有较高的比表面积和孔隙率,使得煅烧后的 吸附性能变得更好。而且 的催化活性位点一般是固定于固体表面的金属离子,可以防止反应中金属离子的浸出,从而减少对反应系统 值的需求,所以 在中性、碱性条件下作为水处理
5、催化剂有着良好的适用性。本文在综述国内外 及其衍生物在污水处理方向的研究结果基础上,总结了水滑石在吸附和催化氧化方式上处理不同类型污水的应用前景,以期为水滑石投产于工业中处理废水的应用提供参考。吸附处理废水的应用 及其衍生物吸附处理废水目前对重金属离子去除机理的研究主要是基于记忆效应、孔隙结构的吸附与络合、层板间阴离子的螯合作用。由于 的层间离子可以进行交换,所以可作为一种吸附剂去除水溶液中的重金属阳离子;还可以利用有机阴离子和重金属阳离子之间的螯合作用,配合水滑石的吸附性,有效去除水中的重金属离子 。经 锻烧后,一般会转化为双金属复合氧化物(),在特定的环境中,它可以再吸附水分和阴离子,从而
6、将其结构还原为原有的有序分层,即所谓的“记忆效应”。煅烧温度低于 时,材料的结构可以复原,当超过 后,就会形成尖晶石的结构,使其结构不可能复原。等 将镁锰层状双金属氢氧化物()进行 焙 烧 得 到 镁 锰 层 状 双 金 属 氧 化 物(),进行吸附镉金属离子()实验。因为形成了 和(),使得对 的最大固定量 即可达到 ,从而表现出对镉离子优异的固定能力。常见的废水包括人类生活排放的污水食品加工污水和造纸废水等,都可以检测出蛋白质、油脂、木质素等类型的有机物质。这些污染物会导致水体的溶氧量下降,有机物会发生厌氧分解,导致硫化氢等这类物质产生并伴有难闻气味,从而导致水体质量下降。像印染废水具有成
7、分复杂、毒性大的特点,在通用的水处理程序下表现得更不易控制和处理 。等 通过对煅烧前后的 吸附偶氮染料酸性黄()来研究其吸附性能。煅烧后的 吸附效果几乎是煅烧前 的倍,分别是 和 。等,通过共沉淀法制备出摩尔比的锌铝层状双金属氢氧化物并加以煅烧(),并采用煅烧所得产物()对刚果红和甲基橙染料进行了脱色处理,结果表明,对这两种染料最大吸附量分别为 和 。煅烧后的材料孔隙面积和体积约为 和 ,其孔隙大小和体积都高于 ,吸附能力明显增强。由此可见,水滑石在煅烧后变得更疏松多孔,比表面积倍数增加,从而有效提高了它对染料大分子的吸附,从而起到对印染废水绿色环保的处理效果。此外水滑石及其衍生物可以用来解决
8、一些抗生素污染问题。四环素是一种很难被肠道所消化的药物,大约 会被作为一种母体化合物排放到废水中。但目前采用的方法仅能对四环素进行一定程度的脱除,造成大量有效成分依旧会流入到自然界中。等 研究了有无、干扰离子存在的情况下,镁铝层状双金属氧化物()对低、高四环素浓度的吸附。结果表明,不存在干扰离中国无机分析化学 年子,四环素浓度低于 时,最大吸附量达到 ,此外,低浓度时的相互作用机理主要是在四环素单体系中 重构成 的表面吸附。值得一提的是 和 通过 的再水化作用促进了 的形成,增强了 的表面吸附,所以有离子存在时吸附效果更好。插层复合处理废水 处理重金属废水 等 对磁性 、和镁铝层状双金属氢氧化
9、物()两种元素的协同配合作用进行研究,将 上负载 并粘 附 在 表 面 形 成 复 合 物 。在键的作用下捕获金属离子使复合物产生表面化学吸附,结果表明,材料对三种重金属的吸附效率高达 为 、为 和 为 。等 使用聚丙烯酸钠()插层 制备复合材料(),对 和 吸附效果很好。水滑石对重金属离子吸附的原因可能是层板上丰富的羧基、负电荷和超亲水性;也可能是两种重金属离子与羧基形成配合物,两种可能性的共同作用可以更好地处理重金属废水。与其他材料的复合可能会产生更好的吸附重金属离子效果,如生物炭是一种多孔的、稳定的碳主导材料,以植物为基础的废弃物料,其吸收能力高、具有较高的比表面积和孔体积,种种研究表明
10、生物炭是一种优良的吸附剂。生物炭作为一种优异的吸附剂,若与 复合到一起将会加大复合物的吸附效果,研究者基于此对其进行功能化和改性,不仅提高了 的吸附效果,还会扩大生物炭技术在环境中的应用 。等 在间歇式吸附系统中,用单壁碳纳米管()和香蕉生物炭()两种 不 同 材 料 复 合,并 研 究 了 复 合 材 料 对 的吸附性能。在初始 浓度为 时,在 后的去除效率最高()。发 现 其 中 比 纯 和 复 合 具有更高的去除率和 吸收量。目前,在光催化、光化学等方面,纳米材料也具有很好的发展潜力。由于半导体材料表面的光生载流子复合率高会限制其光催化性能,这成为影响其光催化性能发展的重要因素之一 。由
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 滑石 及其 衍生物 处理 水中 污染物 研究进展 紫薇
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【自信****多点】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【自信****多点】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。