水滑石类层状化合物的制备、微分析及应用研究

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1、密级：学校代码：10075分类号：学号：20121127理学硕士学位论文水滑石类层状化合物的制备、微分析及应用研究学位申请人：李旭指导教师：仇满德学位类别：理学硕士学科专业：分析化学授予单位：河北大学答辩日期：二○一五年六月ClassifiedIndex:CODE:10075U.D.C:NO:20121127ADissertationfortheDegreeofM.SciencePreparation,MicroanalysisandApplicationstudyoftheLayereddoublehydroxidesCandidate:LiXuSupervisor:QiuMand

2、eAcademicDegreeAppliedfor:MasterofScienceSpecialty:AnalyticalChemistryUniversity:HebeiUniversityDateofOralExamination:June,2015摘要摘要水滑石类层状化合物又称双金属氢氧化物（简称LDHs或HTLc），是一类重要的无机功能材料，由于其特殊的阴离子型层状结构，从而使之具有碱性、层板上阳离子可调配性、层间阴离子可交换性等特性。因此在催化领域、离子交换与吸附、医药、功能高分子材料、阻燃添加剂及造纸等方面具有巨大的应用潜力。本研究论文结合该领域国内外的研究状况和存在的一

3、些问题，制备了系列水滑石类层状化合物，利用表面微分析技术系统地考察了不同的制备方法、制备条件对产物微结构的影响，并对其生长机理进行了探讨。在此基础上，以甲基橙模拟废水染料作为吸附、降解对象，比较研究了合成产物的吸附性能和动力学吸附机理，同时制备了负载型水滑石类层状化合物复合光催化剂，考察了复合光催化剂的固定化技术及光催化剂的吸附、降解性能，探讨了水滑石类层状化合物微结构与性能的关系。全文共分为以下五个部分。第一章：绪论。本章在介绍水滑石类层状化合物结构及性质的基础上，综述了水滑石类层状化合物的制备方法、研究状况及应用进展，并对目前该领域存在的一些问题和难点进行了论述，同时展望了其发展

4、及应用前景。第二章：镁铝水滑石的制备及微结构研究。在水热条件下制备了镁铝水滑石层状化合物，系统研究了水热环境下pH值、水热温度、反应时间等条件对合成Mg-Al-LDHs晶体物相、微结构的影响，并利用阴离子配位体生长基元理论对生长机理进行了探讨。结果表明：水热法制备Mg-Al-LDHs的最佳条件为pH=12、水热温度为120℃、反应时间为18h，制备的Mg-Al-LDHs晶体结构单一、规整性、结晶度较好。第三章：类水滑石的制备及微结构研究。用水热法分别制备了不同比例的含铜和钴的类水滑石，并讨论了两种类水滑石的生长机理。研究结果表明：钴含量的增加，导致产物的粒径变大，规整性降低；随着Cu

5、2+含量的降低，产物的层状结构越来越明显，规整性有所提高，颗粒逐渐增大变厚，六边形层状愈加明显。第四章：水滑石类层状化合物的吸附性能及吸附机理研究。本章以甲基橙模拟废水为吸附对象，分别考察了镁铝水滑石及类水滑石焙烧产物的吸附性能，并利用吸附动力学理论对其吸附机理进行了研究，探讨研究了微结构与性能的关系。第五章：负载型镁铝水滑石复合光催化剂的制备、微结构及应用。通过简单的湿化I摘要学方法将光催化性能较好的纳米二氧化钛均匀负载于改性后的镁铝水滑石表面，利用微分析手段，研究了在复合光催化剂固定化状态的基础上，考察比较了不同时间、不同pH值、不同负载量及光催化剂用量条件下复合光催化剂的吸附、

6、光催化降解性能，并探讨了复合光催化剂的降解机理。关键词:水滑石；微结构；生长机理；吸附性能；负载型光催化剂；吸附降解机理IIAbstractAbstractLayereddoublehydroxides(LDHsorHTLc)isanimportantinorganicfunctionalmaterials.Becauseitsspecialanioniclayeredstructure,ithasthealkaline,thecationadjustableperformanceonthelayersandtheanionexchangeabilitybetweenthelayer

7、s.Soithasgreatapplicationpotentialinthefieldofcatalysis,ionexchange,functionalpolymermaterials,flameretardantadditiveandmakingpaper.Inthispaper,theLDHswerepreparedcombiningwiththeresearchsituationandtheexistingproblems.Theeffectof