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层状双金属氢氧化物(Layered Double Hydroxides,LDHs),是一种由多种金属氢氧化物构成的带正电荷的主体层板与层间阴离子(平衡层板电荷作用)组成的含有结晶水的氢氧化物。LDHs的结构与氢氧镁石(Mg(OH)2)近似,呈层状结构。层板上金属元素种类和比例以及层间可置换的阴离子的差异赋予了 LDHs多种功能与性质。以其作为催化剂为例,通过引入目标金属元素与插层阴离子制备相应的LDHs,利用其层板结构,其催化性能往往优于单金属氧化物或氢氧化物。本论文提出选取超重力液相沉淀法结合水热过程制备纳米锌铝类水滑石(ZnAl-LDHs),通过亚甲基蓝光催化降解实验,考察其光催化效果。主要的研究内容和结果如下:(1)采用传统釜式液相沉淀法结合水热处理制备纳米ZnAl-LDHs。重点考察了反应温度、晶化温度、碱盐比和晶化时间等条件对纳米ZnAl-LDHs颗粒制备的影响,得到了较优的工艺制备条件:反应温度为30℃,晶化温度为90℃,碱盐比([OH-]:[Zn2++Al3+])为1.6:1,晶化时间为3 h。制备得到的ZnAl-LDHs纳米颗粒呈不太规则的六边片层结构,颗粒粒径为150nm左右,颗粒结晶度良好。(2)采用超重力液相沉淀法结合水热处理制备纳米ZnAl-LDHs。重点考察了金属盐原料比、RPB转速、晶化时间等对颗粒制备的影响,得到了较优的超重力法制备工艺条件:RPB转速为2500 rpm,旋转床外壁温度控制在30℃,进料速率为370 ml/min,晶化温度为90℃,晶化时间为3h。制备得到了锌铝比为2:1、3:1、4:1的CO32-插层纳米ZnAl-LDHs颗粒。在此基础上,进一步制备得到了 Cl-、NO3-插层的纳米ZnAl-LDHs。与釜式法制备相比,超重力法所得产品颗粒粒径更小,锌铝比为2:1的CO32-、Cl-、NO3-插层 ZnAl-LDHs 颗粒粒径分别为 100 nm、200 nm、90 nm。其中,锌铝比为2:1的CO32-插层ZnAl-LDHs颗粒粒径较釜式法制备的产物颗粒粒径小了 50 nm,颗粒粒径分布更加均匀。(3)以所得纳米ZnAl-LDHs为光催化剂,对其光催化降解亚甲基蓝活性进行研究。重点考察了光催化剂量、锌铝比、pH值和不同插层阴离子等条件对亚甲基蓝降解率的影响。结果表明,与釜式法所得产物相比,超重力法所得产物的光催化活性明显更高:以锌铝比为3:1的CO32-插层ZnAl-LDHs为例,采用超重力法制备所得产物在光催化1 h后亚甲基蓝降解率为62.5%,而用传统釜式法制备产物其降解率仅为8%;随着锌铝比从2:1增加到4:1,亚甲基蓝降解率增幅明显增大,在紫外光照1h后,亚甲基蓝的降解率分别为5.4%、62.5%、83.1%;不同阴离子插层ZnAl-LDHs的光催化活性不同,C032-插层的ZnAl-LDHs光催化活性最高,在紫外光照射1h后,降解率为83.1%,氯离子插层ZnAl-LDHs次之,为41.1%,硝酸根插层ZnAl-LDHs最低,为18.5%。