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层状双金属氢氧化物(Layered double hydroxides,LDH)又被称为水滑石材料,经过近几年的发展已经逐渐进入了商业化生产阶段。LDH主要应用于吸附、催化和药物载体等方面。其中Mg/Al-LDH因其性质稳定,成本低廉,对环境污染小以及制备工艺简单等优点而被广泛应用于污染物吸附和分离等方面。由于材料本身的局限性,Mg/Al-LDH对污染物的吸附能力较低并且对污染物的处理功能比较单一。因此,Mg/Al-LDH的优化和LDH复合材料的制备对替代传统吸附材料具有重大的意义。本文主要围绕Mg/Al-LDH的制备、三元Mg/Al/Fe-LDH的制备以及吸附-光催化LDH复合材料的制备三个方面开展了以下工作。采用共沉淀法合成Mg/Al-LDH样品,探究pH值、超声环境和碱源种类对样品形貌和所制备样品对刚果红溶液吸附性能的影响。实验结果表明:样品尺寸随反应体系中pH值的增加而增大,但吸附性能随之下降;在Mg/Al-LDH生长过程中,超声条件有利于减小样品尺寸并使样品形貌变得更加规则;以氨水和三乙醇胺作为碱源获得的样品对刚果红溶液具有极强的吸附能力,最大吸附容量分别为1000 mg/g和1042.67 mg/g,样品在10 min左右便可达到最佳吸附效果。此外,以尿素作为碱源采用水热法获得了螺旋生长的片状LDH并通过加入适量的表面活性剂(SDS)获得了花球状LDH。采用热力学模型对不同形貌的样品分析发现,样品的吸附过程中属于吸热反应。对水热法获得的Mg/Al-LDH进行部分阳离子取代,通过Fe(Ⅲ)对Al(Ⅲ)部分取代最终获得了吸附性能优异的三元Mg/Al/Fe-LDH。将Mg/Al/Fe-LDH的吸附性能与同种方法制备的Mg/Al-LDH进行对比,样品对刚果红溶液(400 mg/L)的吸附率由72.67%提升至98.56%,Fe(Ⅲ)的引入使LDH对刚果红溶液的吸附性能明显提高,样品最大吸附容量可达943 mg/g,样品在20 min左右便可达到最佳吸附效果;对Mg/Al/Fe-LDH的重复使用性测试发现,七次循环后样品对刚果红溶液(500 mg/L)的吸附效率仍在90%以上。Mg/Al/Fe-LDH对浓度为50 mg/L的Cr(Ⅵ)溶液的吸附容量为35.82 mg/g,样品在30 min左右便可达到最佳吸附效果。此外,通过Fe(Ⅲ)取代Al(Ⅲ)减少了LDH内的Al(Ⅲ)含量,这有利于降低LDH在实际使用中的铝污染。采用水热法分别获得了TiO2@LDH和Cu2O/LDH复合材料,将其应用于甲基橙溶液的降解,并对可能的降解机理进行了描述。实验结果表明,所获得的复合材料具有一定的吸附-降解效果。这使得材料在实际应用中省去了定期回收和解吸附的环节,不仅降低了使用成本,对于传统吸附材料的替代也具有巨大的潜力。