由于水滑石类材料具有独特的结构(多孔性、比表面积大和组成均匀),所以用途极广,常用作催化剂或催化剂载体、药物缓释剂、吸附剂(离子交换剂)等。水滑石作为吸附剂,对不少非金属元素都有较好的吸收效果。水体中高含量的硒对人体是有害的,因此研究水滑石对硒的吸附性能有着重要意义。本文完成的主要工作及结论如下:制备了Zn-Al-Ce-NO3--LDHs前体,并对制备条件以及其结构和组成进行了分析。XRD分析发现,当pH值为10,铈铝摩尔比为0.05,反应温度为40℃,陈化温度为100℃,制备的Zn-Al-Ce-NO3--LDHs结晶度最高。利用红外光谱可以看到Zn-Al-Ce-NO3--LDHs层间阴离子有NO3-振动峰;结合热重-差热分析和ICP-AES分析可得知该水滑石结构简式为Zn-Al-Ce-NO3--LDHs的化学式为[Zn40Al18Ce(OH)120](NO3-)18·50H2O。将制备的Zn-Al-Ce-NO3--LDHs分别用月桂酸根、硬脂酸根、丙烯酸根、碳酸根插层。利用XRD和红外光谱进行结构分析,结构表明:不同阴离子插层后的Zn-Al-Ce-LDHs拥有完整的水滑石结构,且阴离子成功插入水滑石类化合物层间。结合水滑石前体的层板元素数据和各水滑石的热重-差热分析,可推得各水滑石的结构简式分别为碳酸根插层:[Zn40Al18Ce(OH)120](CO32-)9·60H2O;月桂酸根插层:[Zn40Al18Ce(OH)120](laurate)18·400H2O;硬脂酸根插层:[Zn40Al18Ce(OH)120](stearate)18·60H2;丙烯酸根插层:[Zn40Al18Ce(OH)120](acrylate)18·100H2O。以Zn-Al-Ce-CO32--LDHs为代表,考察了不同改性剂对水滑石类化合物的改性效果。其中超分散剂的改性效果最好,确定的最佳改性条件为:改性剂用量2.5%、改性温度80℃、改性时间2h。对改性后的水滑石进行表征,结果显示水滑石类化合物结构并未改变,且分散性更好。用改性后的Zn-Al-Ce-CO32--LDHs对硒进行吸附,初步研究水滑石对硒的吸附效果。采用氢化物发生-原子荧光法测定水滑石类化合物吸附硒后的残留液,通过检测一系列残留液中的硒含量,能够推断出水滑石类化合物对硒的等温吸附方程,结果表明水滑石类化合物对硒的吸附模型与Freundlieh模型比较吻合。
