【摘 要】
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采用超声辅助共沉淀和一步热聚合还原法,制备了一种铁掺杂锂铝水滑石/石墨烯/海藻酸钠复合水凝胶材料(LiAlFe-LDHs/GBs)。通过场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)、X-晶体射线衍射仪(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、X-射线光电子能谱(XPS)、热重-差示扫描量热法(TG-DSC),对LiAlFe-LDHs/GBs的形貌、组成、结构、稳定性和力学性能进行了表征。结果发现:花瓣
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采用超声辅助共沉淀和一步热聚合还原法,制备了一种铁掺杂锂铝水滑石/石墨烯/海藻酸钠复合水凝胶材料(LiAlFe-LDHs/GBs)。通过场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)、X-晶体射线衍射仪(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、X-射线光电子能谱(XPS)、热重-差示扫描量热法(TG-DSC),对LiAlFe-LDHs/GBs的形貌、组成、结构、稳定性和力学性能进行了表征。结果发现:花瓣状的LiAlFe-LDHs材料均匀地分布在水凝胶的三维网络中;Fe3+低掺杂可增强Li Al-LDHs的稳定性;氧化石墨烯(GO)可增强复合水凝胶(GBs)的机械强度;在酸性和碱性条件下,LiAlFe-LDHs/GBs的溶胀度始终维持在100%-250%,结构较稳定。以LiAlFe-LDHs/GBs复合材料作为锂吸附剂,考察了不同铁掺杂量、p H、时间、Li+初始浓度、温度、共存阳离子等因素,对Li+的吸脱附和循环再生性能的影响。结果发现:在静态吸附实验中,以Al:Fe=7:1掺杂的LiAlFe-LDHs/GBs对Li+的吸附容量最佳。LiAlFe-LDHs/GBs对Li+的吸附过程符合准二阶动力学模型和Langmuir等温吸附模型,吸附过程属于自发吸热反应。在p H 7.0,45℃下,吸附12 h,LiAlFe-LDHs/GBs对Li+的最大理论吸附容量为8.67 mg·g-1。以水作为洗脱剂,脱附12 h,脱附效率可达65%。在Na+、K+、Ca2+、Mg2+阳离子的干扰下,LiAlFe-LDHs/GBs对Li+具有较高的选择性。LiAlFe-LDHs/GBs在循环使用5次后,铁溶出率仅为1.2%,且吸附量仍高于5.5 mg·g-1,证明其具有良好的循环再生稳定性。
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