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随着工业的发展,大量印染废水排入江河湖泊,严重破坏生态环境,影响人的身体健康。在目前应用的印染废水处理技术中,吸附法设备简单,吸附效果好,光催化降解法绿色环保,是两种比较常用的处理方法。层状双金属氢氧化物(LDHs),是一种结构独特的层状材料,可以作为吸附剂将染料分子吸附到表面或层间从而达到去除目的。Nb2O5属于N型半导体,具有非毒性、长期稳定性和抗腐蚀性,可以作为光催化剂降解染料。本文以LDHs和Nb2O5为主体材料控制合成新材料,并研究其对染料去除的效果及机理。首先,采用尿素水解法,以水-正丁醇混合溶液作为溶剂合成出了不同形貌和尺寸的ZnAl-LDHs。通过SEM图发现,当V(水)/V(正丁醇)=3或0.3时,所合成的LDHs呈现“3D绢花”形态(ZnAl-LDH-3)或“沉积岩”形态(ZnAl-LDH-0.3)。通过研究煅烧产物LDOs对染料的吸附性能发现,ZnAl-LDO-3由于较大的比表面积而表现出更好的阴离子染料吸附性能,经过吸附动力学和热力学模拟发现其吸附过程是单层的化学吸附。随着染料浓度从10 mg/L增加到400 mg/L,其对刚果红、甲基橙、活性红三种阴离子染料的最大吸附量分别为:1540 mg/g(2.21 mmol/g),1153 mg/g(3.52 mmol/g)和390mg/g(0.63 mmol/g)。并且通过理论计算证明煅烧产品ZnAl-LDO-3吸附的染料分子只有极少量进入层间,大部分是吸附在材料的表面。其次,采用Fe3O4和CoFe2O4两种磁核,在纯水中合成了Fe3O4/ZnAl-LDH和CoFe2O4/ZnAl-LDH磁性复合材料。通过XRD,SEM和FT-IR等表征手段,证实磁核与LDH复合在一起。煅烧后制备了Fe3O4/ZnAl-LDO和CoFe2O4/ZnAl-LDO吸附剂。研究了不同吸附剂对酸性橙Ⅱ(AOII),甲基橙(MO),刚果红(CR)的吸附性能,比较发现CoFe2O4/ZnAl-LDO磁性复合材料对这三种染料的去除效果最好。对其进行吸附性能研究发现符合准二级动力学模型和Langmuir等温吸附模型,说明吸附过程是单层的化学吸附。当染料初始浓度从10 mg/L增加到300 mg/L,CoFe2O4/ZnAl-LDO吸附剂对酸性橙Ⅱ、甲基橙、刚果红的最大吸附总量分别是276 mg/g,281 mg/g和452 mg/g。最后,通过水热法将Fe3O4和CoFe2O4分别与Nb2O5进行复合,通过SEM、XRD、FT-IR等表征手段,证实制备出了Fe3O4@SiO2/Nb2O5和CoFe2O4/Nb2O5磁性复合材料,其中球形的Nb2O5长在磁核表面。两种复合材料均能在模拟太阳光条件下降解罗丹明B。相比较而言,CoFe2O4/Nb2O5的光催化效果更为显著,9 h后可以将溶液中的罗丹明B完全降解。