电镀废水中有机LDH的即时合成及对污染物的共去除

电镀废水组分复杂，重金属离子、阴离子表面活性剂、难降解有机物等多种污染物共存。常规的水处理工艺难以同时、高效地去除多种污染物。本研究根据"以废治废"的思想，利用电镀废水中存在的重金属阳离子和阴离子表面活性剂，通过投加M2+和M3+（Mg2+/Al3+或Ca2+/Al3+），采用共沉淀法即时合成多元有机LDH层间化合物；并利用有机LDH特殊的层间有机相结构吸附共存的有机物，实现多种污染物的共去除和废水的自净化。本研究以提高重金属阳离子、阴离子表面活性剂和有机污染物共去除效率为目标，试图通过层间电荷密度、主层板金属元素、阴离子表面活性剂的排列模式等因素的调控，优化多元有机LDH的微观结构，重点探索微观结构调控对促进多元有机LDH的形成、优化其吸附性能的贡献和作用机制，本研究结果将为高效有机LDH吸附材料的开发提供指导，并为电镀废水乃至不同类型工业废水的实际处理应用提供理论依据。

本项目按照原定计划执行，圆满完成。. 随着我国经济社会持续高速发展，水体中的有机污染物和重金属的含量急剧增加，对人们日常生活带来了极大的影响，治理我国水体的有机物和重金属污染已迫在眉睫。本研究根据“以废治废”的思想，实现了以污染物（电镀废水中的重金属阳离子和洗涤、印染废水中的有机阴离子）为原料，通过诱导自形成的方法原位合成了有机阴离子插层的多元层状双金属氢氧化物（多元有机LDH），同时迅速高效地共去除了多种污染物，实现了废水自净化。. 本项目主要研究结果如下：首次在含多元金属离子的实际电镀废水中合成了多元有机LDH，同时实现了多种污染物的共去除，其中Zn、Fe的去除率达到了99%，Cu、Cr的去除率也达到了95%左右。首次利用原位法即时合成了系列磺酸盐（硫酸盐）阴离子表面活性剂插层的有机镍铬/镁铁层状双金属氢氧化物（LDH）材料；提出了最佳匹配电荷密度的概念，即电荷密度与有机阴离子端基（负电荷端）尺寸相匹配。此时，有机阴离子在LDH上的载量最大，层间距最大。具有直链苯环结构的有机阴离子比具有直链烷烃结构或立体苯环结构的有机阴离子插层效果更好。发现了无机和有机钙铝LDH在吸附重金属阳离子的过程中，都存在重金属阳离子取代钙离子形成新的LDH的特殊作用机制。电荷密度高的有机钙铝LDH对水中疏水性强的非极性的有机化合物（如萘）吸附能力更强，而电荷密度低的样品更倾向于吸附极性化合物（如硝基苯）。疏水性有机物在Mg/Fe有机LDH上的吸附受疏水性和极性的共同影响。亲水性有机物苯胺的吸附等温线呈非线性，其吸附过程由LDH表面的氢键作用和层间有机相分配作用共同控制。. 本研究成果为新型LDH材料的开发设计及其在废水处理领域的应用提供了理论依据和技术支撑。本项目提出了一种经济高效的电镀废水处理处置新方法，能在即时合成有机LDH材料同时实现废水的自净化。该方法也适用于不同类型工业废水的混合共处置。利用混合废水中的阴离子表面活性剂和重金属离子，即时合成有机LDH，在多种污染物高效共去除和废水自净化的同时，将实现了污染物的高附件值产品化。