산 배수 (AD)는 채굴, 야금 및 선탠, 전기 도금, 발전소 및 배터리 제조를 포함한 다양한 산업 운영의 폐수를 나타냅니다. AD는 전 세계적으로 가장 불쾌한 환경 문제 중 하나이며, 공공 수도 공급에 대한 오염, 수생 생태계 오염, 부식에 의한 인프라 손상을 유발합니다.
.AD는 계속해서 수질 오염에 크게 기여합니다. 그것은 PH 값이 2.0의 낮은 강한 산도와 다양한 잠재적 오염 물질, 특히 중금속 양이온 및 옥시 아니 네니언 (예 :코발트, 니켈, 카드뮴, 구리, 아연, 크로메이트 및 포스페이트)으로 인한 독성을 특징으로합니다. 수생 식물, 야생 생물 및 지하수에 대한 해로운 영향을 고려할 때, 처리되지 않은 산수를 공공 흐름으로 배출하는 것은 엄격히 금지되어야합니다.
AD의 처리는 pH의 중화와 함께 양이온 성 및 음이온 성 오염 물질의 제거를 필요로한다. 그러나 현재 이온 교환, 역삼 투, 흡착 및 강수량과 같은 치료 방법은 앞서 언급 한 요구 사항을 충족시키는 데 상당한 한계에 직면 해 있습니다. 이온 교환, 역삼 투 및 흡착의 방법은 독성 오염 물질 제거에 유용하지만 일반적으로 pH 중화에서는 효과가 거의 없습니다.
강수량의 접근은 독성 중금속 양이온의 제거와 H의 소비를 선호하지만 일반적으로 비교적 낮은 농도에서 음이온 성 오염 물질을 제거하는 데 효율적이지 않습니다. 또한, 금속 양이온을 침전시키기 위해, 액체 pH는 높은 값, 때로는 9.7 이상으로 증가해야한다. 따라서 프로세스 요구를 충족시키기 위해 일반적인 전략은 두 개 이상의 방법 (예 :흡착 및 강수량의 조합)을 결합하여 관련 비용을 더 높이는 것입니다.
최신 작품에서, 광저우 지구 화학 연구소 (GIG)의 Minwang Laipan과 그의 동료들은 중국 과학 아카데미 (CAS)와 코네티컷 대학교 (UCONN)의 자연이 이미 우리에게 AD에서 양이온/음이온 오염 물질을 동시에 제거하고 PH를 중화시키는 효과적인 재료를 제공했다는 것을 발견했습니다. 이 재료는 층 이중 수산화물 (LDHS)이라는 음이온 성 점토 범주에 속합니다.
LDH의 자연적으로 발생하는 (즉, 광물 학적) 예는 Mg-Al Carbonate Hydrotalcite의 이름을 따서 명명 된 Hydrotalcite 슈퍼 그룹의 구성원으로 분류되며, 이는 자연 LDH 단계의 가장 오래 알려진 예입니다. 40 종 이상의 미네랄 종이이 슈퍼 그룹에 속하는 것으로 알려져 있습니다. LDH는 층간 음이온 및 물을 갖는 양의 차전 된 금속 층으로 구성된다. LDH의 일반적인 공식은 [m 1-x 입니다 m x (OH)
그들의 연구에서 Laipan et al. Mg-al Carbonate Hydrotalcite를 예로 들어, 소성 된 생성물 인 Mgal-CLDH는 PH 중화 및 다양한 양이온/음이온 성 오염 물질 (CO, NI, CD, Cu, PB, ZN, 크롬산 염 및 포스페이트)의 제거에 효과적이라는 것을 발견 하였다. LDH의 "메모리 효과"에 의해 오염 물질을 동시에 제거하고 mgal-CLDH를 중화시키는 것이 가능하다. 메모리 효과는 이중 금속 산화물로도 알려진 LDH의 흥미로운 구조 특성을 말합니다.
이 과정에서, 이중 금속 산화물은 물에서 수소 원자를 포획하여 OH를 남겨두고 액체의 pH를 증가시킨다. 이러한 방식으로, pH는 중화 될 수 있고 중금속 양이온이 제거 될 수있다. 한편, 일단 LDH가 형성되면, 주변 음이온이 중간층 공간 또는 LDH 표면에 포착되어 전하를 보상하여 음이온 성 오염 물질을 제거합니다. MGAL-CLDH에 의한 흡착에 의한 다양한 중금속 양이온의 제거 효율은 NAOH를 사용한 강수량에 의한 것보다 훨씬 높았으며, 이는 CLDH/LDH의 흡착 능력이 중금속의 제거에 더 기여할 수 있음을 의미한다.
.Laipan et al. Applied Clay Science 의 최근 간행물에 자세히 설명되어 있습니다. , 그들의 기사에서 "산성 폐수 처리를위한 congined mg/al-ldh :동시 중화 및 오염 물질 제거." Gig &Cas의 교수 인 Runliang Zhu와 UConn의 교수 인 Luyi Sun은 LDHS와 같은 광물 연구 및 유망한 응용 프로그램에 전념하고 있습니다. 이 풍부하고 저렴한 미네랄은 현재 기술을 개선 할 수 있고 곧 환경 치료에 중요한 역할을 할 수 있기를 희망합니다.
