Al(Ⅲ)和Fe(Ⅲ)共聚合及其混凝效果的研究

研究了氯化铝（Ａｌ（Ⅲ））和氯化铁（Ｆｅ（Ⅲ））干法（即热分解怯）共聚合。通过图谱分析，初步确定了共聚物的存在；用硅藻土模拟水样的混凝实验结果表明，铝铁共聚物是一种既不同于单聚铝，也不同于单聚铁的具有优异性能的新型无机高分子絮凝剂。     

铝、铁共聚作用的化学特征及晶貌研究

通过对铝，铁水解共聚物的合成制备及其水解共聚合过程电位滴定的研究，并通过扫描电镜对其共聚物样品的晶貌观测，ｎＡｌ／ｎＦｅ的点能谱及结构组成的红外光谱测定，对铝铁共聚作用的化学特征及其晶形貌象，共聚作用进行了研究及讨论，为深入研究铝无机共聚溶液体系化学形态组成及其絮凝剂的提供了的基础实验依据。     

聚硅氯化铝混凝剂中Al(Ⅲ)水解聚合历程及铝硅作用特性研究

采用共聚与复合两种制备工艺，制备出了系列具有不同碱化度和不同Ａｌ／Ｓｉ摩尔比的聚硅氯化铝混凝剂，分析研究了ＰＡＳＣ中Ａｌ（Ⅲ）的水解－聚合历程以及聚硅酸与铝水解聚合产物的相互作用，探讨了ＰＡＳＣ溶液的酸解聚。     

以TEOS为硅源的聚硅氯化铝絮凝剂的制备及其物化特征

采用TEOS为硅源合成制备了新型的聚硅氯化铝PASC(A),并与传统方法合成的聚硅氯化铝PASC(B) 做了比较,探讨了产品的pH值和Zeta电位随B值和Si/Al摩尔比的变化关系,并利用酸解反应和²⁷Al NMR研究了硅引入对PASC分子结构和铝形态的影响.结果表明,由于采用了特殊的合成方法,与PASC(B)相比,PASC(A)具有更高的聚合度,分子量分布并且分子中铝硅分布均匀,不易被酸解聚,而且有利于Al₁₃形态稳定性.     

高浓度聚硅氯化铝(PASC)中铝的水解-聚合特性研究

以铝酸钠为碱化剂,采用缓慢滴碱法合成了高浓度(2.0mol.L-1左右)具有不同Si/Al摩尔比的聚硅氯化铝复合混凝剂(PASC).采用Al-Ferron逐时络合比色法、碱式滴定法和红外光谱分析,研究了铝的形态分布、水解-聚合历程及铝硅间的相互作用.实验结果表明,Al-Ferron络合动力学符合At=A0+A1[1-exp(-kb1t]+A2[-exp(-kb2t)];在PASC中,硅酸钠和铝的水解产物间存在着相互作用,这种作用对铝的水解-聚合历程和形态分布有不同程度的影响.用铝酸钠制备PASC时有利于Al的形态由低聚物向中、高聚物转化,且随着PASC中Si/Al比的增加生成多核羟铝配合物的能力逐渐增强.     

聚硅氯化铝混凝剂的形态及带电特性研究

以ＡｌＣｌ３·６Ｈ２Ｏ、ＮａＯＨ、盐酸和水玻璃为原料制备了不同碱化度（Ｂ）及不同Ｓｉ／Ａｌ摩尔比的系列聚硅氯化铝混凝剂（ＰＡＳＣ）,采用Ａｌ－Ｆｅｒｒｏｎ逐时络合比色法和微电泳技术研究了ＰＡＳＣ中铝的水解产物形态分布及铝的水解沉淀物的带电特性,考察了Ｂ及Ｓｉ／Ａｌ摩尔比对ＰＡＳＣ中铝水解产物形态分布及带电特性的影响情况,并与聚合氯化铝（ＰＡＣ）进行了比较,实验结果表明,Ｂ对ＰＡＳＣ的形态分布有较大     

聚硅酸铝铁元素配比对饮料废水处理性能研究

通过饮料废水研究了自制聚硅酸铝铁絮凝剂铝铁硅不同配比对其絮凝性能的影响,结果表明铝铁与硅比、铝铁比对聚硅酸铝铁絮凝性能都有着显著影响,其中铝铁与硅比对絮凝性能的影响是主要因素。铝元素含量过高(铝/铁6)以及铝铁含量过高(铝铁/硅5)会降低絮凝剂絮凝性能。处理饮料废水,其最佳配比为铝铁与硅比为1,铝铁比为2。     

以TEOS为硅源的聚硅氯化铝中铝及硅形态分布

以正硅酸乙酯 (TEOS)为硅源 ,合成了新型的聚硅氯化铝 (PASC) ,利用Al Ferron逐时络合比色法和Si Mo逐时络合比色法分别研究了其Al形态及Si形态分布 ,并与常规方法 (以硅酸钠为硅源 )合成的聚硅氯化铝做了比较 .实验结果表明 ,新方法合成的PASC具有铝硅分布均匀 ,分子量较大 ,产品重现性好的优点 .两种方法合成的PASC具有相同的Al形态分布规律 ,即高分子量Al形态含量随B值 (碱化度 )和Si Al摩尔比的增大而增加 ,Al形态随Si Al摩尔比的变化程度随B值的增大而增大 .另外通过新方法发现 ,Si形态分布也具有规律性并和Al形态具有相似的分布特征 ,但Si形态随Si Al摩尔比的变化程度随B值的增大而减小 .     

粉煤灰、硫铁矿渣制备聚铁铝硅混凝剂及应用研究

采用粉煤灰、硫铁矿渣为原料 ,设计出一条新的工艺流程制备新型无机高分子絮凝剂聚铁铝硅盐 (PAFCSi)。通过其形态分布的研究和对模拟水样的处理得到了产品的最优性能指标。对两种废水的处理结果表明产品的混凝效果明显优于市售混凝剂聚铝 (PAC)和聚铁 (PFC)。     

聚硅酸对不同形态铝沉积行为的影响

针对给水管网中残余铝沉积和再溶解现象可能引起的水质问题,研究了聚硅酸对不同水解聚合形态铝沉积、再溶解的影响,并以石英微晶天平为表征手段,初步探讨了聚硅酸对不同形态铝沉积、再溶解过程影响的机理.结果表明,聚硅酸能显著改变不同水解聚合形态铝的沉积、再溶解行为.聚硅酸可与3种水解聚合形态的铝迅速结合而生成可沉积产物,但产物性质不同.以单体形态为主的Al_0与聚硅酸的反应产物性质较稳定,部分以溶解态存在,部分以非溶解态(可沉积态)存在;尽管铝的两种聚合形态Al_(13)和Al_(30)与聚硅酸反应也生成了部分可沉积产物,但随着时间的推移,这些产物又逐渐向溶解态转化.铝硅比对Al_0体系中铝的沉积溶解行为影响较小,而对Al_(13)和Al_(30)影响较大,且在0.2∶20(以Al和SiO_2计的质量比)时,沉积态铝的溶解速率最快.     

聚合氯化铝铁的混凝性能

通过聚合氯化铝铁 (PAFC)对不同 p H值原水的混凝实验结果的比较 ,得出原水 p H值不同时 ,发挥最佳混凝效果的 PAFC的 Al/ Fe摩尔比也不同。实验室制聚合氯化铝 (PA C)、聚合氯化铁 (PFC)、PAFC混凝实验结果表明 :p H 6 .5时 ,PAFC(Al/ Fe=5 / 5 ,B=1.5 )的混凝效果最好 ,p H>6 .5时 ,则 PA FC(Al/ Fe=9/ 1,B=2 .0 )的混凝效果最好。     

无机-有机复合混凝剂处理夏季引黄水库水的对比研究

合成了具有不同Fe(Al)/聚二甲基二烯丙基氯化铵(PDMDAAC)质量比的无机-有机复合混凝剂PFC-PDMDAAC和PAC-PDMDAAC,并对夏季引黄水库水进行混凝处理.考察了复合比例、投药量、pH值和投加方式对浊度、有机物和叶绿素-a的去除效果;并通过混凝过程中形成絮体的Zeta电位的变化分析了2种混凝剂的混凝机理.结果表明,无机-有机复合混凝剂处理夏季引黄水库水的效果好于2种单独成分的复配使用;复合比例对PFC-PDMDAAC和PAC-PDMDAAC处理夏季引黄水库水的效果影响较大,Fe(Al)/PDMDAAC质量比为4:1,投药量为4mg/L时混凝效果最好;与无机混凝剂相比,复合混凝剂的最佳pH值范围较广,可在5.0~8.0的pH值范围内取得良好的混凝效果;2种混凝剂相比,PAC-PDMDAAC对浊度和叶绿素-a的去除效果较好,而PFC-PDMDAAC对有机物的去除效果更佳.     

聚合硅酸铝铁的带电特征及X衍射分析

借助于微电泳技术研究了PSAF的带电特性，探讨了PSAF的絮凝机理，并与传统絮凝剂作了比较。结果表明：PSAF水解聚合形成物的电荷量随Al^3 ／Fe^3 摩尔比的减小以及SiO2浓度和碱化度B^ 的增大而逐渐降低，在酸性至中性范围内荷正电，在pH值大于7．5时荷负电。通过X射线衍射图谱的分析，证明在实验条件下，Al^3 、Fe^3 和SO4^2-均参与了反应，与聚硅酸形成了无定形高聚物。     

Al(Ⅲ) speciation distribution and transformation in high concentration PACl solutions

Effects of Al(Ⅲ) concentration and pH on the speciation of Al(Ⅲ) in polyaluminum chloride (PACl) solutions especially on the Al13 fraction were investigated. A series of PACl samples were prepared over the range of Al(Ⅲ) concentration from 0.01 to 2.0 mol/L with the B (OH/Al ratio) value from 1.0 to 2.5 by forced hydrolysis of AlCl3. The samples were characterized by ferron assay,pH and 27Al NMR. It was shown that the Al(Ⅲ) concentration had a dramatic effect on the hydrolysis processes and the species distribution of PACl was in relate to the decrease of pH. The fraction of Al species, Alb (or Al13) decreased and Alc increased with increase of total Al(Ⅲ) concentration. Under the condition of Al(Ⅲ) 2.0 mol/L, B = 2.5, the pH value was 2.73 and no Al13 could be detected. During diluting and aging, the species distribution evolved. The Al13 could then be detected again and the amounts increased with time. If the diluted samples were concentrated by freeze dry at -35℃ or heating at 80℃, the pH value and Al13 content would decrease with the increased concentration. It demonstrated that the key factor for formation of Al13 in concentrated PACl was pH value.     

Al(Ⅲ) speciation distribution and transformation in high concentration PACl solutions

Effects of Al（Ⅲ） concentration and pH on the speciation of Al（Ⅲ） in polyaluminum chloride （PACl） solutions especially on the Al13 fraction were investigated. A series of PACl samples were prepared over the range of Al（Ⅲ） concentration from 0.01 to 2.0 mol/L with the B （OH/Al ratio） value from 1.0 to 2.5 by forced hydrolysis of AICl3. The samples were characterized by ferron assay, pH and 27^Al NMR. It was shown that the Al（Ⅲ） concentration had a dramatic effect on the hydrolysis processes and the species distribution of PACl was in relate to the decrease of pH. The fraction of Al species, Alb （or Al13） decreased and Al0 increased with increase of total Al（Ⅲ） concentration. Under the condition of Al（Ⅲ） 2.0 reel/L, B = 2.5, the pH value was 2.73 and no Al13 could be detected. During diluting and aging, the species distribution evoIved. The Al13 could then be detected again and the amounts increased with time. If the diluted samples were concentrated by freeze dry at -35℃ or heating at 80℃, the pH value and Al13 content would decrease with the increased concentration. It demonstrated that the key factor for formation of Al13 in concentrated PACl was pH value.     

草酸对砖红壤的还原-溶解及其与磷素释放的耦合关系

砖红壤中铁、铝氧化物对P素的强烈吸附和包蔽是这类土壤P素生物有效性低的主要原因,P素释放与土壤的还原-溶解过程关系极其密切. 通过研究草酸对砖红壤的还原-溶解反应,以揭示溶液中c(Fe),c(Al)和c(P)以及pH的动态变化规律,阐明溶液pH条件以及2种陪伴金属阳离子(铝离子和铜离子)对Fe,Al和P释放数量的影响. 结果表明,在所研究的24 h反应时间内,溶液c(总Fe)在第12小时达到最大值后逐渐下降,pH在第12小时达到最大值后则保持不变;溶液c(Al)逐渐升高,而c(P)则表现出下降趋势. 这说明溶液中c(Fe),c(Al)和c(P)以及pH主要受土壤固相还原-溶解反应与离子表面吸附反应的相对强弱控制. 低pH条件有利于土壤还原-溶解反应的进行,促进Fe,Al和P释放到土壤溶液. 此外,溶液中c(Al)和c(P)差异明显,而c〔Fe(Ⅱ)〕和c(P)之间差异较小,表明草酸还原-溶解砖红壤过程中,Fe(Ⅱ)和P释放基本同步进行. 铝离子或铜离子对草酸还原-溶解砖红壤过程有抑制作用,可降低平衡溶液中c(P)和c〔Fe(Ⅱ)〕.      

铁铝复合氧化物对两种细菌的吸附作用研究

铁铝氧化物是土壤的重要组分之一,其对土壤中有机无机组分的迁移具有重要影响.本文以枯草芽孢杆菌和荧光假单胞菌为研究对象,通过批吸附实验和DLVO理论,探究铁铝复合氧化物对细菌的粘附作用及其作用机制.结果表明,铁铝复合氧化物对细菌的粘附随着平衡浓度的增加而增加,吸附过程可用Langmuir方程拟合.铁铝1∶3复合氧化物对枯草芽孢杆菌和荧光假单胞菌的最大吸附量分别为3717.43和2792.29 mg·g~(-1),铁铝3∶1复合氧化物对枯草芽孢杆菌和荧光假单胞菌的最大吸附量分别为3455.58和2760.33 mg·g~(-1).随着pH值的增大,两种铁铝复合氧化物对两种细菌的吸附量均呈下降趋势.铁铝1∶3复合氧化物对两种细菌的吸附量均大于铁铝3∶1复合氧化物.静电吸引力是铁铝复合氧化物与细菌之间相互作用的主要因素之一.     

光Fenton反应的Ce-Fe/Al2O3催化剂制备及性能表征

采用等量浸渍法制备具有相同铁负载量的Fe/Al2O3和Ce-Fe/Al2O3催化剂,以解决光Fenton反应过程中催化剂溶出的问题并提高反应过程的pH值.通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、氢程序升温还原(H2-TPR)及紫外-可见漫反射(UV-Vis DRS)等手段分别表征催化剂的物相结构、表面形貌、还原性能及光吸收特性,利用媒介黄的光Fenton脱色反应来考察催化剂的活性和稳定性.结果表明,铈掺杂使活性组分Fe2O3分散均匀,有效防止Fe2O3颗粒的长大,增加催化剂对光的吸收,增强催化剂的储氧能力,提高了催化剂的催化活性,降低铁的溶出.该催化剂在pH3.0～6.0条件下,60min内可将100mg/L媒介黄完全脱色,在pH6.0连续使用10次,其催化能力保持稳定.     

模拟酸雨对红壤中硅铝铁释放的影响

通过模拟酸雨对湖南红壤的淋溶实验,分析了淋溶液pH值和硅铝铁离子动力学释放规律和特点.结果表明,在一定淋溶范围时,酸雨酸度是决定红壤矿物溶解及离子释放的主要因素,且硅、铝、铁对酸雨响应存在差异.在pH<5.6的各酸度酸雨淋溶下,硅均有大量释放,铁基本无释放.pH在3.0～5.6时铝的释放量很小,只有在酸雨pH值较低时才会有大量溶出.随酸雨淋溶的进行,酸雨pH在3.0～5.6的硅铝释放能力总体呈下降趋势.pH 2.5的酸雨可使红壤矿物的风化作用加强,硅铝释放量均明显增加,铝的增幅更大,但随淋溶量增加硅铝释放能力的增长速度趋缓.实验结果还表明,红壤受酸雨影响pH值降到一定程度后,淋出液中铝浓度与其pH值及DOC都呈线性负相关,酸沉降可破坏固相有机络合铝并使其溶出,但强酸性酸雨作用下红壤溶解而释放的铝主要来自铝硅酸盐的溶解.     

聚硅酸金属盐复合絮凝剂的形貌研究

用扫描电镜(SEM)对聚硅酸金属盐复合絮凝剂进行了形貌观察,并用能谱仪(EDS)测定其组成,发现硼、铝和铁元素的加入能改变聚硅酸的形貌,提高其稳定性,并且增大了聚合物的聚合度;聚硅酸金属盐复合絮凝剂是其中各种元素之间相互作用所形成的结构、形貌均一的聚合物,而不是各自均聚物的混合物;硼、铝、硅和铁四种元素靠吸附、键合、配位等作用复合。