四价金属调控含锌层状双氢氧化物及其混合金属氧化物在纺织染料光催化降解中的应用与评价

《Journal of Immunological Methods》：Evaluation of Tetravalent Metals Modulated Zn-containing Layered Double Hydroxides and their Mixed Metal Oxide as Photocatalyst for Textile Dye Degradation

本综述系统探讨了（Ti, Zr）调控的Zn基层状双氢氧化物（LDHs）及其混合金属氧化物（MMOs）在高级氧化过程（AOPs）中对多种纺织染料的高效光催化降解机制，为水污染治理提供了新型材料设计策略与环境应用前景。

　　

Highlight

层状双氢氧化物（LDHs）作为一类阴离子粘土材料，因其吸附能力与离子交换特性在环境与能源领域应用广泛。本研究聚焦四价金属（Ti、Zr）调控的锌基LDHs及其混合金属氧化物（MMOs）在光催化高级氧化过程（AOPs）中对纺织染料的降解潜力。实验针对五种不同化学结构的合成纺织染料（噻嗪类[ eosin yellow (EY), rhodamine blue (RhB)]、偶氮类[ congo red (CR), bismarck brown Y (BBY)]与三芳甲烷类[ malachite green (MG)]）在紫外光下的降解效率展开评估。

Material

实验采用锌硝酸盐六水合物、铝硝酸盐九水合物、锆（IV）丙氧化物、钛（IV）异丙氧化物、碳酸钠、尿素、氢氧化钠及五种染料（EY、RhB、CR、BBY、MG），所有化学品均购自Loba Chemie、Merck与Sigma Aldrich。

Preparation of ZnM-CO₃ and ZnAlM-CO₃ (M= Ti and Zr) and respective oxides

通过尿素辅助共沉淀法合成ZnM-CO₃与ZnAlM-CO₃材料，并经由简单煅烧（450-500°C）获得其混合金属氧化物（MMOs）衍生物。

Structural characterization of LDH and MMO

X射线衍射（XRD）分析证实ZT-1、ZAT-1、ZZ-1与ZAZ-1成功形成类水镁石层状结构。高纯度与微小晶粒尺寸由尖锐且宽化的衍射峰证明，晶面间距与晶格参数进一步支持层状结构的稳定性。

Conclusion

LDH基材料凭借其可调控性与结构优势，在能源与环境应用中展现出巨大潜力。本研究通过共沉淀法制备的LDHs及其经500°C煅烧4小时获得的MMOs，对有机染料污染物表现出优异的光催化降解效率。XRD与SAED图谱验证了其六方类水镁石晶体结构，为材料设计提供了理论基础。