氢氧化物微结构组装体的合成及其应用研究

摘要

利用层状结构特有的氢键，偶极力等作用力，给予适宜的生长环境，实现了对氢氧化物微结构组装体的形貌和尺寸的有效控制。研究了反应温度和反应时间等条件对组装体的结构和形貌以及材料性能的影响。合成的β-FeOOH和γ-AlOOH加入到卷烟烟丝和模拟滤嘴装置中考察了氢氧化物对烟气中有害成分释放量的影响并在水溶液体系中研究了氢氧化物对六价铬离子和氢氰酸的吸附。
　　 1.采用一种简单的方法合成了纺锤形的β-FeOOH，利用场发射扫描电镜、透射电镜、比表面积测试和X-射线衍射等手段对其进行了表征。把纺锤形β-FeOOH通过湿法加入到肯塔基参比卷烟烟丝中，发现其对卷烟主流烟气中的TSNAs(NNN、NNK)有明显的降低作用；将其加入到模拟滤嘴装置中，烟气分析发现主流烟气中NNN、NNK同样有明显的降低。纺锤形β-FeOOH加入到6种混合型卷烟中，烟气分析发现其对主流烟气中的NNN、NNK有不同程度的降低作用并考察了添加纺锤形β-FeOOH前后卷烟的烟气特征参数、常规成分和燃烧性能。
　　 2.通过液相方法合成了球状β-FeOOH，利用场发射扫描电镜、比表面积测试、X-射线衍射、傅里叶变换红外和X-射线能谱等手段对其进行了表征。研究了球状β-FeOOH加入到卷烟烟丝和模拟滤嘴中对卷烟主流烟气中NNN、NNK释放量的影响并考察了球状β-FeOOH对6种的混合型卷烟样品的烟气特征参数、燃烧性能和烟气常规成分的影响。
　　 3.通过一种简单的水热过程合成出了四分之三球状γ-AlOOH。采用X-射线衍射、傅里叶变换红外、场发射扫描电镜、透射电镜、差热分析以及比表面积测试等技术对产物进行了表征。提出了具有较大的比表面积和吸附性能的四分之三球状γ-AlOOH形成机理。四分之三球状γ-AlOOH在煳丝中和模拟滤嘴装置中对主流煳气中TSNAs很好的降低作用且其在水溶液中对六价铬离子有很强的吸附能力。
　　 4.通过CTAB存在下的水热过程合成了卷心菜状γ-AlOOH。控制不同的CTAB用量获得了不同形貌的产物。研究了反应温度、时间Al3+/CTAB摩尔比等因素对产物形貌的影响。研究发现，卷心菜状γ-AlOOH对水溶液中Cr(Ⅵ)和HCN有着较好的去除作用。