Page 93 - 《精细化工》2023年第6期

第 6 期 蒋柱武，等: 层状双金属氢氧化物吸附剂的功能化改性策略 ·1243·

LDHs 表面，此时，粒径较大的 LDHs 被当作基底材 NiCo-LDH 表面，以增强 Zr-MOF 材料的可分离性。
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料，以增强这些超细纳米颗粒的可分离性。例如， Zr-MOF/NiCo-LDH 具备较大的比表面积（402 m /g）、
MOFs 材料在水中具有优异的稳定性以及对重金属 丰富的吸附位点（—NH 2 、M—OH 和芳香环）以
和有机污染物具有良好的吸附能力，然而以这种超 及层次化的 3D 骨架。此外，通过改变 MOFs 材料
细纳米颗粒作为吸附剂来修复污染水体时，面临的 结构中带有官能团的芳香族连接物（例如—SO 3 H、
最大挑战便是在吸附过程后如何将其有效分离，以 —OH、—NH 2 和—COOH 等），还可以目的性地
便再生和重复使用 [57] 。CAO 等 [38] 通过将 Zr-MOF 与 增加这些吸附剂的吸附容量和选择性，这种层次化
接枝到 NiCo-LDH 表面的 3-氯丙基三乙氧基硅烷建立 多孔 MOFs/LDHs 纳米复合材料具有巨大的吸附应
强烈的化学键，促使 Zr-MOF 纳米晶体均匀地生长在 用潜力。

图 3 壳聚糖修饰 MgAl-LDH [35] （a）和聚苯胺修饰 CaFe-LDH [37] （b）的合成路线
Fig. 3 Synthesis routes of chitosan crosslinking MgAl-LDH [35] (a) and polyaniline modified CaFe-LDH [37] (b)

1.3 煅烧 吸附腐殖酸（HA），在较宽的 pH（4~8）范围内，
对原始 LDHs 进行煅烧功能化改性的目的通常 30 min 内可达到 97%的去除效率。在整个吸附过程
在于吸附各种阴离子污染物。如图 4 所示，将 LDHs 中，由记忆效应引发的层状结构重建促使 HA 中的
置于适当温度（低于 600 ℃）下煅烧时，其层状结 羧基插入到重建的 ZnAl-LDH 的层状廊道中。此外，
构逐渐发生坍塌，形成混合金属氧化物（LDOs）， 静电吸附在 HA 的去除过程中依然起一定作用。但
若将 LDOs 重新投入至含有能够构成 LDHs 的阴离 HA 等复杂的大分子有机阴离子可能会阻碍 LDOs
子溶液中时，可恢复至其原始的有序层状结构，这 的回收过程。因此，大多数 LDHs 的煅烧功能化研
种现象也被称作 LDHs 的记忆效应 [58] 。当 LDOs 被 究都集中在相对分子质量相对较小的阴离子上。
应用于各种阴离子污染物的吸附研究时，除了静电 SANTOS 等 [40] 采用 ZnAl-LDO 去除水中的偶氮染料
作用以及 LDHs 表面和孔结构中的各种吸附位点以 酸性蓝，在静电吸附和记忆效应的协同作用下，
外，由于重建需要大量阴离子进入层间，具有记忆 ZnAl-LDO 对酸性蓝的吸附容量（1587.0 mg/g）远
效应的 LDOs 展现出更加显著的阴离子吸附能力 [59] ， 高于 ZnAl-LDH（261.8 mg/g）。KANG 等 [41] 称由于
从理论上讲，所有种类的阴离子都能通过记忆效应 记忆效应引发的 MgFe-LDO 结构重建显著增强了其
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被吸附。LI 等 [39] 采用磁性 ZnAl-LDO 作为吸附剂 对 I 的吸附效率，但研究表明，煅烧处理并不能提