论文摘要
本文使用价格低廉的硝酸镁、硝酸铝和硝酸铁等原料在较温和条件下利用共沉淀法制备了Mg/Al型水滑石（Mg/Al-HTs）及Mg/Al/Fe型类水滑石（Mg/Al/Fe-HTLCs）,并在500℃下煅烧得到相应的焙烧产物（Mg/Al-HTCs-500与Mg/Al/Fe-HTLCs-500）,并用X射线衍射对两种水滑石及其焙烧产物的结构进行了表征。利用Mg/Al型水滑石及Mg/AI/Fe型类水滑石的焙烧产物吸附去除水中的硫酸根离子,研究了时间、材料投加量、pH、其他阴离子和溶液初始浓度对两种焙烧产物吸附硫酸根离子的影响,并对两种水滑石的焙烧产物在实际应用中对硫酸根离子的吸附性能做了初步研究,通过X射线衍射和红外光谱分析对两种水滑石的焙烧产物对硫酸根离子的吸附机理做了初步探讨,分析了铁离子的加入是否引起两种水滑石焙烧产物在结构和吸附性能方面存在差异。所得的主要结果为：Mg/Al型水滑石和Mg/Al/Fe型类水滑石的特征明显,具有良好的层状结构,但是铁离子的加入使Mg/Al/Fe型类水滑石的结晶度和层间距小于Mg/Al型水滑石,经过高温焙烧后两种水滑石都形成了金属氧化物；时间、材料投加量、其他阴离子和硫酸根溶液的初始浓度对两种水滑石的焙烧产物吸附硫酸根离子的影响规律相同,仅在某个数值处有差异,如Mg/Al型水滑石焙烧产物对硫酸根离子的吸附在4h后趋于平衡,而Mg/Al/Fe型类水滑石焙烧产物在3h后就已经趋于平衡。但是pH对两种焙烧产物吸附硫酸根离子的影响差异较大,Mg/Al型水滑石焙烧产物在pH为2时对硫酸根离子的吸附量最大,而Mg/Al/Fe型类水滑石焙烧产物对硫酸根离子的吸附量却陡然下降,两种焙烧产物对较低pH的耐受能力相差较大。两种焙烧产物吸附硫酸根离子的过程都遵循准二级动力学和Langmuir等温模型,由粒内扩散和化学反应等机制共同控制,并且两种焙烧产物表面均匀,吸附为单层吸附。Mg/Al型水滑石和Mg/Al/Fe型类水滑石的焙烧产物对硫酸根离子具有良好的吸附性能,在实际运用中能有效去除水中的硫酸根离子。两种焙烧产物对硫酸根离子的吸附机理均为吸附硫酸根离子后将其作为层间阴离子来恢复层状结构。同时通过相同条件下比较两种焙烧产物对硫酸根离子的吸附结果发现铁离子的加入并没有引起本质变化,受影响的两个方面主要表现为Mg/Al/Fe型类水滑石焙烧产物对pH的适应能力和对硫酸根离子的吸附量小于Mg/Al型水滑石焙烧产物。