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本文从环境保护的角度出发,以Cu/Zn/Cr水滑石为研究对象进行了一系列研究。通过加速碳化与共沉淀相结合诱导形成Cu/Zn/Cr水滑石,研究工作还包括合成产物的结构和性质的表征,合成产物的化学稳定性及把合成产物运用于对水溶液中酸性大红GR染料吸附反应等等。
1.采用加速碳化法与共沉淀法相结合合成了Cu/Zn/Cr水滑石,对合成条件进行了系统化研究,得到最佳合成条件为:pH=8-9,陈化温度为60℃,陈化时间为6h,Cu/Zn/Cr初始浓度摩尔比3:3:2。在最佳合成条件下,溶液中剩余的Cu2+、Zn2+、Cr3+浓度达到最低点。
2.本文采用多种方法对合成产物进行了表征。通过XRD分析发现:在最佳条件下的合成产物以Cu6-xZnxCr2(OH)16(CO3)·4H2O为主,还有部分的(CuZn)2(CO3)(OH)2。通过SEM照片观察到合成产物具有层状晶体结构,其间也存在无定形小颗粒物质。通过IR光谱分析证实合成产物内部存在CO32-和OH-,还存在吸附水,自由水,层间水和表面水的四种形态的水。热分析结果表明:合成产物的热解过程分为三步,第一步是由于合成产物的表面水和层间水的脱去。第二步是由于层间碳酸根转化成CO2的脱去和化合物中羟基的脱去。第三步是CuO进一步失去O2而生成Cu2O。
3.本文对合成产物进行了浸出实验。结果表明:当pH=2~5时,合成产物化学稳定性较弱;在pU=6~13时,合成产物的化学稳定性较好。
4.本文较详细地研究了将合成产物用于对酸性大红GR的吸附反应,对主要的影响因素如:酸性大红GR的浓度,合成产物加入量,溶液pH值,吸附反应时间进行了实验研究,得到随着酸性大红GR浓度增加,吸附量逐渐增大,溶液pH在2-10时,对于吸附效果都较好,pH大于10时由吸附量则明显下降。实验得出合成产物对酸性大红GR的最大吸附量约为63mg/g。本文对吸附反应热力学过程和动力学过程进行研究,通过实验数据拟合发现,合成产物对酸性大红GR的吸附热力学过程符合Langmuir等温式,所得最大吸附量参数为64mg/g;合成产物对酸性大红GR的吸附动力学过程符合准二级反应动力学方程。