【摘 要】
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层状双金属氢氧化物（LDHs）具有较大的比表面积以及特殊的层状结构,LDHs层间阴离子的可交换性以及结构记忆效应使得LDHs在处理污水时能够保持良好的吸附能力。在目前实际的废水处理过程中,由化学法制备的LDHs在吸附污染物时的吸附活性相较于刚制备时有所降低。同时,化学法制备LDHs也会消耗大量金属盐类原料,带来二次污染,而这无疑会提高废水处理的相关成本。因此,针对上述相关缺陷,本文提出使用电絮凝法
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层状双金属氢氧化物（LDHs）具有较大的比表面积以及特殊的层状结构,LDHs层间阴离子的可交换性以及结构记忆效应使得LDHs在处理污水时能够保持良好的吸附能力。在目前实际的废水处理过程中,由化学法制备的LDHs在吸附污染物时的吸附活性相较于刚制备时有所降低。同时,化学法制备LDHs也会消耗大量金属盐类原料,带来二次污染,而这无疑会提高废水处理的相关成本。因此,针对上述相关缺陷,本文提出使用电絮凝法原位产生LDHs原位吸附处理各种污染物。本研究通过控制电絮凝过程中金属阳离子的添加以及极板的种类,在溶液中原位产生Zn/Al层状双金属氢氧化物（Zn/Al-LDHs）,考察了在不同体系下原位产生的Zn/Al-LDHs对典型有机难降解物质甲基橙（MO）以及阴离子污染物F-的吸附能力。从Zn/Al摩尔比、电流密度、溶液初始p H值、反应时间四个因素出发,探究了Zn/Al-LDHs在吸附MO与F-时的最佳实验参数,本实验操作方便,流程简单。本文研究了EC原位产Zn/Al-LDHs,用于含MO废水的吸附分离。研究发现,在以Zn为阳极,外部添加Al3+的EC体系中,在最佳实验参数下,电絮凝原位产生的Zn/Al-LDHs对MO的去除率能够达到99.3±0.30%。Zn/Al摩尔比不同会影响MO的去除率。随着溶液初始p H值的提高,MO的去除率逐渐上升,但溶液碱性过强反而降低了MO的去除率。在以Al为阳极,外部添加Zn2+的EC体系中,在最佳实验参数下,电絮凝原位产生的Zn/Al-LDHs对MO的去除率能够达到96.2±0.85%。研究发现,Zn/Al摩尔比的不同会影响MO的去除率。MO的去除率随着p H值的提高而上升,在强碱性环境下能保持良好的MO去除率。在以Zn极板为阳极,Al极板为阴极且阳极阴极进行周期互换的EC体系中,在最佳实验参数下,电絮凝原位产生的Zn/Al-LDHs对MO的去除率能够达到97.5±0.85%。研究发现,Zn/Al摩尔比的不同导致MO去除率不同。溶液初始p H值较低时,MO去除率较高,随着初始p H值的提升,MO的去除率先升后降。对上述不同体系中,在最佳实验参数下通过电絮凝原位生成的物质在吸附处理MO后进行收集,通过XRD和SEM以及FT-IR等常规的表征手段对收集物进行表征,结果均显示了Zn/Al-LDHs是溶液中生成产物的主要相。本文还研究了EC原位产Zn/Al-LDHs,用于含F-废水的吸附分离。研究发现,在以Al为阳极,外部添加Zn2+的EC体系中,在最佳实验参数下,电絮凝原位产生的Zn/Al-LDHs对F-的去除率能够达到92.1±1.1%。Zn/Al摩尔比不同会影响F-的去除率。电流密度增大会提高F-去除率,但电流密度过大反而抑制F-的吸附去除。随着溶液初始p H值的提升,F-去除率逐渐提高,但溶液初始p H过高会降低F-的去除率。在以Zn极板为阳极,Al极板为阴极且阳极阴极进行周期互换的EC体系中,在最佳实验参数下,电絮凝原位生成的Zn/Al-LDHs对F-的去除率能够达到95.1±1.15%。研究发现,Zn/Al摩尔比不同会影响F-的去除率。溶液初始p H的不同对应F-的去除率不同,在一定范围内,溶液初始p H值的提高会提升F-的去除率,但碱性过强的环境不利于F-的吸附去除。对上述不同体系中,在最佳实验参数下通过电絮凝原位生成的物质在吸附处理F-后进行收集,通过XRD和SEM以及FT-IR等常规的表征手段对收集物进行表征,结果均显示了Zn/Al-LDHs是溶液中生成产物的主要相。
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