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水体富营养化的加剧引起的藻类水华频繁发生,水华藻类对人们的生活和生产造成了恶劣影响。如何高效、科学地去除水中的藻类是研究的热点。本课题以层板带有永久正电荷的新型无机功能材料层状双金属氢氧化物(Layered Double Hydroxides,简称LDHs)去除带负电性的水华藻类,研究了 LDHs的制备工艺条件对其除藻性能的影响规律,表征分析了 LDHs的结构特征,系统地考察了水质因素对LDHs除藻性能的影响规律,并对LDHs除藻机理进行了探讨。以化学共沉淀法制备LDHs,研究了原材料不同金属组合、二三价金属离子的摩尔比(M2+/M3+)、氢氧根与碳酸根的摩尔比(OH-/CO32-)、反应温度(T1)、陈化时间(H)、陈化温度(T2)以及搅拌速度(C)等制备条件对LDHs除藻性能的影响。结果表明,在不同金属组合的LDHs中,Zn-AILDHs的除藻性能最好。随着Zn2+/A13…++的增大,除藻率升高,但当Zn2+/A13+高于2.7以后,除藻率下降。OH-/CO32-在1～5的范围内,除藻率高低变化无规律,但OH-/CO32-在2～3时除藻率较高。随着反应温度的增加,Zn-Al LDHs的除藻率缓慢上升,在反应温度为75℃时制备得到的Zn-Al LDHs的除藻率达最大值。陈化时间从3小时延至9小时,除藻率升高,当陈化时间达到9小时,随着陈化时间的延长,除藻率下降。Zn-Al LDHs除藻率随着陈化温度的升高而提高,在55°C时达最高,之后,随着陈化温度的升高而下降。随着搅拌速度的提高,除藻率升高,当达到1000r/min之后,除藻率不随搅拌速度的增大而改变。Zn-Al LDHs制备条件的正交实验得到影响Zn-Al LDHs除藻性能的主次顺序为:T2(°C)>OH-/C032->Zn2+/A13…++>H(h)>T1℃)。Zn-Al LDHs 的最佳制备工艺条件为:T2=65°C,OH-/CO32-=2.0:1,Zn2+/A13+=2.7:1,H=6h,T1=75°C。在最佳制备工艺条件下对拟柱孢藻密度为4.490×108个几的水样,控制pH=7.04,Zn-Al LDHs投加量为25mg/L,Chl-a 的去除率达到 94.62%。通过扫描电镜、红外光谱、X-射线衍射、BET比表面积、微电泳等手段对Zn-Al LDHs的形貌、结构、表面性质进行表征。红外光谱和X-射线衍射结果表明所制备的样品为碳酸根插层的层状结构Zn-Al LDHs,其层间距为0.758nm。扫描电镜结果显示Zn-Al LDHs为片状颗粒,其形状规则、晶粒均匀,表面粗糙多孔。BET比表面积测定结果表明Zn-A1 LDHs的比表面积为42.81m2/g,孔径大小主要分布在20～60nm范围内。Zeta电位测定结果表明Zn-Al LDHs颗粒的Zeta电位值会随pH值的增大而变小,其等电点为10.45。研究了投加量、藻密度、pH值、浊度、腐植酸、磷酸盐及藻的种类等因素对Zn-Al LDHs除藻效果的影响。结果表明,Zn-Al LDHs除藻率会随其投加量的加大而提高,随pH值的增大而下降,随藻密度的增大而增大,但当藻密度高于6.824×108个/L后,除藻率下降。由于竞争吸附作用,Zn-Al LDHs对藻的去除率随着水中腐植酸和磷酸盐浓度的增大而下降。提高浊度,降低了 Zn-Al LDHs除藻率。Zn-Al LDHs用于去除水华鱼腥藻、四尾栅藻及小球藻时需要加大投加量。