【摘 要】
：
随着电镀,印刷、铅蓄电池的生产制造等工业的不断发展,含铅等重金属离子的工业废水肆意排放,造成了极为严重的环境污染问题。因此,开发可以用于高效去除重金属的材料,同时实现重金属资源的回收具有重要的研究意义。本文基于层状双金属氢氧化物（Layered double hydroxides,LDHs）材料设计并合成了对铅离子等重金属离子具有超稳矿化作用的材料,具有极高的矿化容量,可用于高效处理工业废水。采用
论文部分内容阅读
随着电镀,印刷、铅蓄电池的生产制造等工业的不断发展,含铅等重金属离子的工业废水肆意排放,造成了极为严重的环境污染问题。因此,开发可以用于高效去除重金属的材料,同时实现重金属资源的回收具有重要的研究意义。本文基于层状双金属氢氧化物（Layered double hydroxides,LDHs）材料设计并合成了对铅离子等重金属离子具有超稳矿化作用的材料,具有极高的矿化容量,可用于高效处理工业废水。采用实验和理论计算相结合的手段,表征了材料的微观形貌、精细结构与矿化产物的结构,跟踪了重金属离子的矿化过程,明晰了矿化机理。主要工作与成果如下:1、金属铅在铅蓄电池、金属冶炼等诸多行业都起着不可替代的作用,同时铅是一种剧毒的金属,若进入人体会引起许多难以解决的健康问题。高效处理含铅废水并实现金属铅资源的回收是环境治理与资源利用两方面的难题。LDHs材料因环境友好,稳定性强等优点被广泛应用于重金属矿化领域。基于LDHs特有的记忆效应,本工作围绕Mg Fe-LDH的制备及焙烧改性的策略,合成了相应的层状双金属氧化物（Mixed metal oxides,MMOs）,实现了对铅离子的高容量矿化,饱和矿化容量为2406 mg/g。除此之外,该材料也具有良好的抗酸性与铅离子选择性,具备实际应用的工业价值。且矿化产物也可通过酸溶-电解回收的方式得到单质铅,实现了金属铅的资源回收。通过X射线粉末衍射（XRD）以及同步辐射等表征手段,研究了矿化产物的精细结构,证明了Mg Fe-MMO在矿化过程是先通过“记忆效应”复原为Mg Fe-LDH再进行对Pb2+的矿化过程。DFT计算辅助说明了铅在矿化过程具体的物相转变。本工作基于焙烧-复原的方法合成了Mg Fe-LDH材料,实现了对Pb2+的高效矿化及回收,为铅污染的治理及铅资源的回收提供了可行性思路。2、粉末状LDHs作为矿化材料存在着难以回收分离的缺点,并且粉末状LDHs在溶液中也会发生团聚,使其比表面积大大减小,无法提供更多的重金属矿化位点。为进一步优化LDHs性能,研究发现将LDHs纳米片固载于合适的基底上,能极大程度的改善LDHs团聚的现象,提高比表面积。将其用于重金属矿化领域,也克服了粉体LDHs难以回收分离的缺点。基于此,本文选用铝箔（Al sheet）,泡沫镍（Ni foam）与泡沫铁（Fe foam）作为基底,利用电化学法合成了LDHs膜类材料。经过筛选,具体探究了Mg Fe-LDH/Fe foam的结构与性能。通过扫描电子显微镜（SEM）证明Mg Fe-LDH在基底上以阵列的形式沉积,没有发生团聚的现象。实验数据显示Mg Fe-LDH/Fe foam对铜、锌等重金属具有良好的矿化作用,且无需后续的过滤分离步骤,为设计易于回收分离的重金属矿化材料提供了新的思路。
其他文献
钙钛矿太阳能电池（PSCs）因其具有较小的激子束缚能、优异的光吸收能力以及制备方法简单、低成本等特点,引起了研究人员的广泛关注。目前,虽然PSCs的效率已经超过25.5%,但由于钙钛矿薄膜制备过程中引起的缺陷（表面缺陷、晶界缺陷）问题已经成为限制其效率进一步提升的最大瓶颈。因此,降低钙钛矿薄膜缺陷密度来提高电池器件的效率和稳定性具有重要研究意义。本论文以有机小分子（苯并噻吩、咔唑、吩噻嗪、苝四羧酸
润滑油脂是一种非常重要的润滑剂,在国防安全及国民经济建设中发挥着重要作用。但其易发生氧化,需要添加抗氧化剂来抑制氧化延长使用寿命。目前商用的抗氧化剂都存在一些影响使用的问题,比如:酚类抗氧剂热稳定性差,胺类抗氧剂有毒、易变色,过氧化物分解剂污染环境,金属减活剂价格昂贵等。水滑石材料具有较好的光热稳定性好且绿色无毒,已作为抗老化剂应用在高分子材料中,且具有脱氢的倾向,因此其具有可作为润滑油脂抗氧化剂
多金属氧酸盐（POMs）代表了一类重要的金属氧化物团簇,通常由高氧化态的早期过渡金属（主要是V、Mo和W）组成。其结构的多样性和丰富稳定的物理和化学性质使其在催化,医药,材料等诸多领域广泛应用。多酸的共价修饰是发展多酸基功能材料的主要方法之一,迄今为止报道的绝大多数共价修饰都集中在具有两个相同配体的对称化合物上。然而,也可以使用不同的配体,产生非对称杂化产物,但能够非对称修饰的多酸种类很少,且没有
湿度传感器在医疗健康应用、产品性能测试、加工过程控制等领域应用广泛。随着科学技术的进步和对传感器需求的不断增加,人们致力于实现具有高灵敏度、快速响应恢复、长期稳定性以及简单易操作的湿度传感器。本文通过静电纺丝和煅烧的方法制备了Li Cl/Sn O2/Ni O（LSNO）和Sn O2/Cu O两种新型湿敏复合材料,我们研究了材料的结构与湿敏性能,探究了湿敏传感机理。结果表明,产物均具有良好的湿敏性能
三乙胺（TEA）是一种毒理性强、危害性大的挥发性有机化合物,需要一种高敏感并能实现实时监控的传感器来应对不同场所潜藏的TEA泄漏等问题。氧化铟具有带宽小、电子传导率高等优点,广泛用于TEA传感器的构建,但目前存在响应低、响应时间长、抗干扰能力差等问题。本论文旨在通过形貌调控、贵金属负载及煅烧气氛改性提升氧化铟对TEA的敏感性能,并对性能改善的原因进行分析,主要内容如下:1、利用溶胶-凝胶法制备了具
光刻胶作为芯片制备的关键性材料长期被国外企业垄断。为实现光刻胶国产化,摆脱受制于人的不利局势,需要提高原材料的质量、有充分的配方及光刻验证实验。成膜树脂作为光刻胶配方中核心组分,其分子量设计、批次的稳定控制以及稳定的合成工艺对实现树脂国产化发挥着重要作用。本论文采用自由基聚合在2L夹套反应釜合成制备不同分子量的聚对羟基苯乙烯类聚合物,选择分子量匹配的聚合物作为成膜树脂应用在光刻胶中,先后探究配方工
电解水是电化学储能和转换研究的焦点,析氧反应（OER）电催化剂的设计与合成是提高电解水能效的关键。铁基层状复合金属氢氧化物（LDHs）是高效的OER电催化剂之一,通过对其微观结构进行调控,可以有效提升其电催化性能。常见优化催化剂微观结构的手段有对催化界面进行修饰及调控其厚度与尺寸,本文采用密度泛函理论（DFT）对含空位及Ir O2负载的铁基LDHs电催化剂的结构特征、电子性质、电催化析氧反应机理等
我国盐碱地面积广阔,大部分分布在干旱和半干旱地区,是重要的待开发耕地资源。盐碱地土壤的pH较高,游离盐分含量大,板结化严重,很大程度上阻碍了农作物的正常生长。原位超稳矿化法具有无污染、操作简单、改良效果显著且成本低的特点,可大规模应用于土壤改良领域。此技术的核心在于施加的矿化剂在盐碱土环境中形成层状双金属氢氧化物（LDHs）的过程中,能够将游离的OH-和CO32-固定在稳定的LDH结构中,降低盐碱
为夯实油田安全环保管理基础，牢固树立安全生产第一意识，结合油田当前管理现状和生产经营实际，创新性地提出“三个半年”工作思路，进一步建立健全HSE管理体系框架、细化完善支撑制度、深化标准化建设，推动体系运行向基层延伸，打通体系运行“最后一公里”,全面提升油田安全环保管理水平。