Page 176 - 《精细化工》2021年第3期

·596· 精细化工 FINE CHEMICALS
Al(NO 3 ) 3 •9H 2 O 物质的量比分别为 1.0∶1.0、1.5∶
1.0、2.0∶1.0、2.5∶1.0、3.0∶1.0 的 ZnAl-LDH 配
合 2%铬鞣剂鞣制革样〕T S 、增厚率及鞣制后废液中
Cr 2 O 3 的质量浓度。Zn(NO 3 ) 2 •6H 2 O 与 Al(NO 3 ) 3 •9H 2 O
物质的量比直接影响 ZnAl-LDH 表面电荷、羟基含
量和边缘缺陷，从而影响 ZnAl-LDH 对阴离子、阳
离子的吸附。采用 ZnAl-LDH 鞣制时，ZnAl-LDH
在 pH 为 2.5 时渗入皮胶原纤维，在 pH 为 3.0 时与
皮胶原纤维结合，所以首先研究了 ZnAl-LDH 在 pH
2.5 和 3.0 条件下的表面电荷。从图 2a 可见，改变
pH 和 Zn(NO 3 ) 2 •6H 2 O 与 Al(NO 3 ) 3 •9H 2 O 物质的量 d—鞣制后废液中 Cr 2O 3 质量浓度
比，ZnAl-LDH 样品的 Zeta 电位都是正的，这是由
2+
3+
于 ZnAl-LDH 层板中，Zn 被 Al 同晶取代，使得
层板带正电荷。随着 Zn(NO 3 ) 2 •6H 2 O 和 Fig. 2
Al(NO 3 ) 3 •9H 2 O 物质的量比的增加，ZnAl-LDH 的
Zeta 电位先增加后降低；当 n〔Zn(NO 3 ) 2 •6H 2 O〕∶n
〔Al(NO 3 ) 3 •9H 2 O〕=2.0∶1.0 时，ZnAl-LD 的 Zeta
3+
2+
电位最大，表明此时边缘 Zn 和 Al 缺陷较多。
第 38 卷
a—ZnAl-LDH 样品；b—配合 2%铬粉鞣制坯革的 T S；c—增厚率；
图 2 ZnAl-LDH 样品 Zeta 电位、革样性能及废液中 Cr 2 O 3
质量浓度
Zeta potentials of ZnAl-LDH samples, properties of
tanned leathers and mass concentration of Cr 2 O 3 in
tanned effluent
从图 2b、c 可见，与 2%铬粉鞣制坯革相比，
ZnAl-LDH 配合 2%铬粉鞣制坯革的 T S 、增厚率均有
所增加。这是因为，ZnAl-LDH 带有正电荷，边缘
2+
3+
含有一些 Zn 或 Al 缺陷，不仅为其与皮胶原纤维
结合提供了反应位点，也能吸附一定量的阴铬络合
物；同时，ZnAl-LDH 层板上羟基能有效地吸附铬
粉中的阳铬络合物 [17] ，促使更多的铬粉进入皮革胶
原中，以获得更好的鞣制效果。随着 ZnAl-LDH 中
Zn(NO 3) 2•6H 2O 与 Al(NO 3) 3•9H 2O 物质的量比的增加，
ZnAl-LDH 样品配合 2%铬粉鞣制坯革的 T S 和增厚率
先增加后降低。当 ZnAl-LDH 中 n〔Zn(NO 3 ) 2 •6H 2 O〕∶
n〔Al(NO 3 ) 3 •9H 2 O〕=2.0∶1.0 时，ZnAl-LDH 处理的
坯革的 T S 、增厚率最高，分别为 83.5 ℃、21.7%。
结合图 2a 可知，ZnAl-LDH 表面带正电荷数最多，
边缘离子缺陷较多，可以与皮胶原结合发挥鞣制作
用；另一方面，边缘正电荷缺陷有利于其吸附更多
的阴铬络合物，提高铬粉的吸净率，提升坯革的鞣
制性能。
由图 2d 可知，2%铬粉鞣后废液中 Cr 2 O 3 的质量
浓度为 93.64 mg/L，ZnAl-LDH 配合 2%铬粉鞣制废液
中 Cr 2 O 3 的质量浓度大大降低。随着 Zn(NO 3 ) 2 •6H 2 O
与 Al(NO 3 ) 3 •9H 2 O 物质的量比的增加，废液中 Cr 2 O 3
的质量浓度先减小后增加；当 n〔Zn(NO 3 ) 2 •6H 2 O〕∶
n〔Al(NO 3 ) 3 •9H 2 O〕=2.0∶1.0 时，鞣后废液中的 Cr 2 O 3
质量浓度最低，为 61.57 mg/L。废液中的 Cr 2 O 3 的质量
浓度随 ZnAl-LDH 中 Zn(NO 3 ) 2 •6H 2 O 与 Al(NO 3 ) 3 •9H 2O
物质的量比的增加先减小后增大，对比 Zeta 电位变
化可进一步说明 ZnAl-LDH 边缘缺陷较多，层板所
带正电荷较多时，能够有效吸附鞣液中阴铬络合物
的量就较多，因此，废水中的 Cr 2 O 3 含量最少。