水铝钙石类阴离子黏土在水污染处理领域应用的研究现状

水铝钙石类阴离子黏土在水污染处理领域应用的研究现状第32卷第8期2013年8月环境化学ENVIRONMENTALCHEMISTRYVol.32,No.8August20132012年11月16日收稿.∗中央高校基本科研业务费专项资金(CUG120505,CUG120113)资助.∗∗通讯联系人,E-mail:qhguo2006@gmail.comDOI:10.7524/j.issn.0254-6108.2013.08.024水铝钙石类阴离子黏土在水污染处理领域应用的研究现状∗天娇郭清海∗∗(中国地质大学环境学院,武汉,430074)摘要水铝钙石(Hydrocalumite)是一种阴离子黏土,又称“弗里德尔盐”(Friedel’sSalt),属于层状双金属氢氧化物(LDHs),可通过多种低成本方法人工合成.水铝钙石的层间阴离子具有可交换性,且在一定温度范围内焙烧时所获产物在水溶液中具有层状结构可恢复性,因此在水污染和固体废物处理领域有很大应用价值,已被用于水中B(OH)-4、SeO2-4、CrO2-4、MoO2-4、Zn2+等无机组分和十二烷基硫酸钠(SDS)、烷基苯磺酸钠(SDBS)、甲基橙(MO)、酸性大红(GR)等有机组分的去除实验研究,以及粉煤灰等典型固体废物在填埋前的预处理研究.水铝钙石类阴离子黏土对水中有害组分的去除效果受到离子种类和性质、溶液pH、去除产物溶度积常数等多种因素的影响,所涉及去除机理包括离子交换、溶解-沉淀、表面吸附等.当前利用水铝钙石去除水污染的研究基本局限于实验室研究阶段,并在严格控制的实验条件下进行,因而今后应加强其处理实际受污染水体和原生劣质水的实验研究,并尝试作为填充材料在可渗透性反应墙(PRB)等水污染原位处理装置中加以应用.关键词水铝钙石,共沉淀,水处理,溶度积常数,阴离子交换,结构记忆效应.黏土矿物是组成黏土岩和土壤的主要矿物,按照结构可分为阳离子黏土和阴离子黏土[1],其中阴离子黏土又称为层状双金属氢氧化物(Layereddoublehydroxides,LDHs),是一种有序层状无机化合物[2-3].图1中列出了几种结构略有差异的阴离子黏土,显示各种不同类型的阴离子黏土都具有典型的层状结构,并由两种基本结构单元,即:带正电的类似水镁石或氢氧钙石的(M2+,M3+)(OH)6八面体层和层间带负电的阴离子和水分子[4-8]周