Preparation of hierarchically floral ZIF-8 derived carbon@polyaniline@Ni/Al layered double hydroxides composite with outstanding removal phenomenon for saccharin

吸附 层状双氢氧化物 化学工程 X射线光电子能谱 复合数 材料科学 双键 聚合 化学 无机化学 有机化学 高分子化学 复合材料 聚合物 氢氧化物 工程类
作者
Haihua Xu,Sidi Zhu,Keren Lu,Huijuan Jia,Mingzhu Xia,Fengyun Wang
出处
期刊:Chemical Engineering Journal [Elsevier BV]
卷期号:450: 138127-138127 被引量:57
标识
DOI:10.1016/j.cej.2022.138127
摘要

In this work, ZIF-8 derived [email protected]@Ni/Al layered double hydroxides (denoted as [email protected]@NiAl-LDH) composite has been successfully designed via the facial synthesis of the ZIF-8, followed by high-temperature pyrolysis, oxidative polymerization of polyaniline, and in-site growth of NiAl-layered double hydroxides. Meanwhile, the composite acts as an advanced adsorption material for the scavenging of saccharin from aqueous solutions. Moreover, benefiting from the unique three-dimensional (3D) hierarchically floral structure and various functional groups, the as-prepared [email protected]@NiAl-LDH composite presents a high adsorption capacity (498.5 mg/g) for saccharin, superior to other reported adsorbents. Besides, the [email protected]@NiAl-LDH possesses rapid adsorption kinetics and excellent reusability performance. Furthermore, Fourier transformed infrared spectroscopy (FT-IR) and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) analyses initially reveal the possible adsorption mechanism, including electrostatic interactions, π-π interactions, and hydrogen bonding. Quantum chemical theory calculations further indicate the above adsorption mechanism. Significantly, based on the Hirshfeld surface analyses, saccharin behaves as the H-bond acceptor, while the NiAl-LDH works as the H-bond donor. This work provides a feasible strategy to design advanced materials for practical wastewater treatment.
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