Eficiente e ecológico: Preparação de hidróxido de magnésio em camadas e sua adsorção inovadora de íons de európio de terras raras
Este estudo explora principalmente um método eficiente para a preparação de hidróxido de magnésio em camadas (LHM) e conduz pesquisas aprofundadas sobre o desempenho de adsorção do material LHM obtido para íons de európio do elemento terras raras (Eu³⁺), com o objetivo de fornecer soluções para a remoção de íons de metais pesados e recuperação de recursos Fornecem um material novo, eficiente e ecologicamente correto. Ao controlar as condições de síntese, a estrutura em camadas do LHM foi otimizada e, em seguida, foram investigadas sua capacidade de adsorção, cinética, capacidade de adsorção de equilíbrio e mecanismo de adsorção para Eu³⁺.
1. Introdução Devido à sua estrutura em camadas única, grande área de superfície específica e boa estabilidade química, o hidróxido de magnésio em camadas tem mostrado amplas perspectivas de aplicação no tratamento de águas residuais, liberação sustentada de medicamentos, transportador de catalisador e outros aspectos nos últimos anos. Em particular, o seu desempenho de adsorção de iões de metais pesados tem atraído a atenção generalizada dos investigadores científicos. Entre eles, os elementos de terras raras desempenham um papel importante nas indústrias de alta tecnologia devido às suas propriedades fotoeletromagnéticas únicas, mas, ao mesmo tempo, os problemas de poluição ambiental causados pela sua mineração e utilização não podem ser ignorados. Portanto, é de grande importância desenvolver materiais de adsorção de íons de terras raras eficientes e ecologicamente corretos.
2. Materiais e métodos 2.1 Preparação de hidróxido de magnésio em camadas. O hidróxido de magnésio em camadas foi sintetizado pelo método de co-precipitação Ajustando fatores como concentração de reagente, valor de pH, temperatura de reação, etc., as condições de síntese foram otimizadas para obter camadas altamente ordenadas. hidróxido de magnésio. LHM estrutural. A morfologia e estrutura do LHM preparado foram caracterizadas por difração de raios X (XRD), microscópio eletrônico de varredura (MEV) e microscópio eletrônico de transmissão (TEM).
2.2 Estudo do desempenho de adsorção de Eu³⁺ O LHM sintetizado foi utilizado no experimento de adsorção de solução de Eu³⁺ Alterando a concentração inicial, valor de pH, tempo de contato e outras condições da solução, a cinética de adsorção, modelo de adsorção isotérmica e. capacidade máxima de adsorção de Eu³⁺ foram estudadas. Espectroscopia ultravioleta-visível (UV-Vis) e espectroscopia infravermelha com transformada de Fourier (FTIR) foram utilizadas para analisar as mudanças no material antes e depois da adsorção e explorar o mecanismo de adsorção.
3. Resultados e Discussão Os resultados experimentais mostram que o LHM obtido pela otimização das condições de síntese possui uma boa estrutura em camadas e uma alta área superficial específica, o que é extremamente benéfico para a adsorção de Eu³⁺. Experimentos de adsorção mostram que o LHM adsorve Eu³⁺ de forma rápida e eficiente, e a capacidade de adsorção de equilíbrio pode chegar a xxx mg/g, indicando que possui bom desempenho de adsorção. Estudos cinéticos mostraram que o processo de adsorção estava em conformidade com um modelo cinético de pseudo-segunda ordem, indicando que a adsorção era controlada principalmente pela adsorção química. A análise dos dados de adsorção isotérmica é consistente com o modelo de Langmuir, confirmando ainda mais as características da adsorção de camada única. A análise FTIR revelou que a interação de coordenação entre os grupos hidroxila na superfície do LHM e do Eu³⁺ é o principal mecanismo de adsorção.
4. Conclusão Este estudo preparou com sucesso hidróxido de magnésio com uma estrutura em camadas óbvia e comprovou sua capacidade de adsorção eficiente para Eu³⁺ por meio de pesquisa sistemática. Como adsorvente, o LHM não só possui forte capacidade de adsorção, mas também é ecologicamente correto, fornecendo uma solução viável para o problema de poluição ambiental de elementos de terras raras. A investigação futura irá explorar ainda mais o seu potencial de aplicação no tratamento real de águas residuais e a possibilidade de regeneração e reciclagem.