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综述:层状双金属氢氧化物及其复合材料催化氧化水体和土壤中有机污染物的研究进展
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年07月16日 来源:Applied Clay Science 5.3
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(编辑推荐)本综述系统阐述了层状双金属氢氧化物(LDH)在环境修复中的催化特性,重点探讨其通过Fenton反应、类Fenton反应及过硫酸盐高级氧化工艺(AOPs)降解有机污染物的机制,包括自由基(如·OH)和非自由基(如1O2)路径,为废水处理和土壤修复提供创新思路。
Abstract
层状双金属氢氧化物(LDH)因其可调控的层状结构、大层间距及化学稳定性,在环境修复领域展现出卓越的催化性能。本文系统综述了LDH及其复合材料在催化氧化有机污染物中的研究进展,重点解析了其在废水和土壤修复中的应用潜力。
Introduction
有机污染物对水体和土壤的生态平衡及人类健康构成严峻挑战。工业废水、农药等持久性有毒物质亟需高效治理手段。高级氧化工艺(AOPs)通过产生活性氧物种(ROS)实现污染物矿化,而LDH因其独特的[M2+1-xM3+x(OH)2]x+结构,成为AOPs的理想催化剂。LDH的pH缓冲能力可维持中性环境,促进多种ROS(如1O2)生成,同时通过静电作用固定污染物。
Synthesis of LDH
LDH的合成方法包括共沉淀法、离子交换法和水热法等。共沉淀法虽操作简便,但难以控制层板金属分布;水热法则可提升结晶度,却需高温高压条件。
Oxidation of Organic Pollutants in Water
LDH在废水处理中表现突出,例如通过活化过硫酸盐降解染料,其效率受层间阴离子类型和金属价态调控。
Factors Affecting Soil Application
土壤有机质、pH及矿物质可能抑制LDH的催化活性,需优化复合材料设计以适配复杂土壤环境。
Mechanism of Catalytic Oxidation
LDH催化机制分为自由基(如·OH、SO4·-)和非自由基路径(如电子转移、1O2),后者对共存无机离子干扰更具耐受性。
Conclusion and Prospects
未来需开发低成本LDH制备工艺,并探索其在土壤-地下水协同修复中的应用。研究重点应转向实际环境中的长效稳定性及生态安全性评估。
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