Page 30 - 《精细化工》2020年第2期

·232· 精细化工 FINE CHEMICALS
碱性黄在 pH 为 11 时吸附容量达到最大值。pH 过高
或过低都会影响 LDH 基材料的吸附性能。LYU 等
利用层层自组装法合成了 LDH/CS（碳球）复合材
料，然后在 500 ℃下煅烧 3 h，形成了 Zn/Al-LDO
空心球，通过研究 pH（3.0~10.0）对 Zn/Al-LDO 空
心球吸附染料和 Zeta 电位的影响，发现当 pH 从 3.0
增加到 10.0 时，Zn/Al-LDO 空心球对染料橙黄Ⅱ和
苋菜红的吸附容量逐渐降低，且吸附材料 Zn/Al-LDO 的
Zeta 电位也降低，这可能由于 Zn/Al-LDO 表面的正电
–
荷与空心球和橙黄Ⅱ的—SO 3 发生相互作用，这也表
明 Zn/Al-LDO 对橙黄Ⅱ的吸附能力主要归因于它们
之间的静电相互作用减弱。
4.2 温度的影响
温度也是影响 LDH 基材料吸附行为的重要因
素，主要对吸附容量具有显著影响。若吸附容量随
温度的升高而增加，则吸附过程为吸热过程。这可
能是由于随着温度的升高，染料分子的流动性及吸
附活性中心的数目增加，从而增加了吸附位点的有
效接触范围。表 1 中，Fe 3 O 4 /MgAl-LDH 对 CR 和
RR 染料的吸附容量随温度的升高而增加，这是由于
材料孔径增大或吸附质和吸附剂之间相互作用的增
强所致。吸附容量随温度的升高而降低，则为放热
过程。这可能是由于温度的升高降低了染料与吸附
剂表面活性中心之间的吸附力，从而降低了吸附容
量，如表 1 中 C-dot/MgAl-LDH 对甲基蓝的吸附量
随温度升高而逐渐减少，这是由于温度的升高会破坏
氢键，进而导致氢键作用力减弱，影响吸附效果
4.3 吸附剂用量的影响
吸附剂用量也是直接影响从水溶液中去除染料
的因素之一。当吸附剂用量发生改变时，污染物的
吸附位点也随之改变，进而对吸附效果产生影响；
吸附剂用量增加，会引起水溶液中吸附位点数量的
增加，有利于污染物在大量活性物质位点上的吸附，
这对染料去除率有很大的提高。然而，通过对吸附
剂用量效应的研究，在实际使用过程中，需要同时
考虑吸附效率和经济性。GROVER 等 [53] 发现，当吸
附剂 DS（十二烷基硫酸根）-Zn/Al LDHs 用量从
100 mg/L 增加到 500 mg/L 时，MO 的去除率从 60%
增加到 98%，CR 和亮绿（BG）的去除率分别为 96%
和 92%。然而，随着吸附剂用量的进一步增加，去
除率不再有明显的提高。
5 结束语与展望
改性后的 LDH 材料具有比表面积大、官能团
多、分散性较好以及吸附性能优越等特点，在吸附
去除染料废水中污染物的治理方面有着很好的应用
前景。但在其制备与应用上仍需在以下方面加强：
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（1）通过改性充分发挥 LDH 与其他纳米材料
[52] 的优势，采用多种方法制备高性能的 LDH 复合材
料，例如：氧化石墨烯（GO）与 LDH 之间存在协
同作用，可利用 GO 良好的分散性以及在水溶液中
有较大比表面积的特点，将其与 LDH 复合从而改善
吸附性能。另外，为了与聚合物更好地复合，获得
高剥离度、高分散性的 LDH 材料的制备技术也是未
来研究需要加强的。
（2）目前报道的改性方法中可以获得插层或剥
离结构的 LDH 复合材料，但是关于不同结构对复合
材料吸附性能的影响方面的研究较少。因此，未来
关于 LDH 复合材料的结构与吸附性能之间的关系
研究需进一步加强。
（3）目前研究多停留在对单一污染物的去除上，
而染料废水中的污染物多以复合形式存在，因此，需
要加强改性 LDH 材料对多种污染物共存时的吸附
性能及机理的研究，促进研究朝着实际应用方向发展。
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