聚硅氯化铝(PASC)的形态分布及转化规律——Ⅲ.Al-Ferron逐时络合比色法与(27)~AI-NMR法的比较

本文对Al-Ferron逐时络合比色法和~(27)AI-NMR法对PASC和PAC中铝的形态分布的测定结果进行了对比分析和讨论.结果表明,在PAC中,Al_(13)和AI_b之间具有良好的对应关系,Al_(13)/Al_b比值为1.0左右 但对PASC而言,情况有所不同,在低碱化度(B)和低Al/Si摩尔比情况下,Al_(13)和Al_b之间不存在对应关系,Al_(13)和Al_b比值远远小于1.0,随着B值和Al/Si摩尔比的升高,Al_(13)/Al_b比值逐渐趋近于1.0.这意味着在低B值和低Al/Si摩尔比情况下,由于聚硅酸与铝水解聚合产物间的相互作用,形成了铝硅复合新产物,该新产物对PASC中铝的形态分布产生了影响.     

聚硅氯化铝(PASC)的形态分布及转化规律Ⅱ.27Al-NMR法研究PASC溶液中铝的形态分布

采用27Al-NMR法比较研究了PASC与PAC中铝的形态分布.实验结果表明,在PASC中,由于聚硅酸与铝水解聚合产物间的相互作用,使得铝的水解聚合形态分布及转化情况发生了变化.在相同B值条件下,PASC中Al单和Al13的含量低于 PAC中相应Al单和Al13的含量,而PASC中Al其它的含量却大于PAC中Al其它的含量,其差值随着碱化度(B)和Al/Si摩尔比的减小而增大.共聚法制备的PASC(共 )与复合法制备的PASC(复)相比较,PASC(复)具有较高的Al单和Al13含量,较低的A l其它含量.这说明制备工艺对PASC中铝的形态分布具有一定的影响.     

聚硅氯化铝(PASC)的形态分布及转化规律Ⅰ.Al-Ferron逐时络合比色法研究PASC溶液中铝的形态分布及转化规律

采用Al-Ferron逐时络合比色法比较研究了PASC与PAC中铝的形态分布及转化规律.实际结果表明,在PASC中,由于聚硅酸与铝水解聚合产物间的相互作用,使得铝的水解聚合形态分布及转化情况发生了变化.在相同B值条件下,PASC中Ala和Al b的含量低于PAC中相应Als和Alb的含量,而PASC中Alc的含量却大于PAC中Alc的含量.共聚法制备的PASC(共)与复合法制备的PASC(复)相比较,PASC(复)具有较高的Ala和 Alb含量,较低的Alc含量.这说明制备工艺对PASC中铝的形态分布具有一定的影响.     

聚合硅酸硫酸铝溶液中铝的形态分布及转化规律

以硫酸铝、水玻璃和铝酸钠为原料合成出了具有不同碱化度(B)和si／Al摩尔比的聚合硅酸硫酸铝(PASS)混凝剂，用Al-Ferron逐时络合比色法和^27Al NMR法研究了PASS中铝的形态分布．结果表明，Si／Al摩尔比对PASS形态的影响要小于B值的影响；在一定的B值和Si/Al摩尔比下，Alb成为PASS中铝的优势形态；PASS中Alb和Ferron试剂的反应遵循准一级反应规律，其Kb差异不大．     

聚硅氯化铝的水解形态与Al-Ferron反应动力学

以铝酸钠为碱化剂合成了具有不同 Si/Al摩尔比的聚硅氯化铝(2.0mol·l-1左右),利用Al-Ferron和Al-NMR研究了铝的水解聚合形态和动力学过程.结果表明,用NaAlO2作碱化剂制备的聚合铝混凝剂与Na2CO3制备的混凝剂相比,Alb减少,Alc增加.随着Si/Al摩尔比的增加,Alb/Al13形态的含量逐渐减小,高聚体Al形态含量逐渐增大.Al-Ferron络合动力学符合准一级化学反应方程,拟合方程式中的部分常数与Al形态含量密切相关,并随制备方法和Si/Al摩尔比的变化而呈规律性变化.     

聚合硫酸铝的制备及形态特征

以Al2 (SO4) 3·1 8H2 O为原料 ,采用一次加碱法 ,高速剪切合成聚合硫酸铝 (PAS) ,研究碱化度 (B)对铝离子形态的影响 .采用混凝实验比较AS ,PAC ,PAS的混凝效果 ,测定处理后水中残留铝的含量 .结果表明 :相同B值条件下 ,PAS的Ala 少于PAC的Ala 含量 ,Alb 含量与PAC基本持平 ,Alc 含量大于PAC的Alc 含量 ;PAS的pH适用范围宽 ,絮体沉降性能强 ,残留铝量低 .     

高浓度PASC复合混凝剂的混凝动力学研究

以铝酸钠为碱化剂,合成了具有不同 Si/Al摩尔比的聚硅氯化铝复合混凝剂(PASC),采用透光率脉动检测技术并结合混凝效能和Zeta电位的测定结果,对PASC以及聚合氯化铝(PAC)、参比PACref在混凝过程中絮集物形成和增长的变化差异作了对比研究.结果表明,混凝过程中,Zeta电位、剩余浊度以及混凝指数密切相关.采用铝酸钠为碱化剂合成并引入硅酸钠的混凝剂,有利于提高凝聚速度和絮集物颗粒大小.在Si/Al摩尔比为0.10时处理效果达到最佳.     

聚合氯化铝中纳米Al13的层析法分离及其水解过程研究

采用聚丙烯酰胺凝胶层析法分离纯化聚合氯化铝(PAC)中的Al13形态,并采用Al-Ferron逐时络合比色法和27Al-NMR对Al13形态进行分析和表征;结果表明,在层析法分离中,随着洗脱时间的延长各种铝形态按分子的大小依次被洗脱下来,因此,截取中间组分即可得到最高含量为99%以上的纳米Al13形态;通过对水解过程的研究可以推断,各种铝形态最终水解产物的粒径多集中在20μm和100μm附近,不同的铝形态到达最终水解产物的速度各不相同,具有最高Alb含量的纳米Al13形态具有较高的水解稳定性.     

聚硅氯化铝（PASC）的形态分布及转化规律：Ⅲ.Al—Ferron逐时络合比？…

本文对Ａｌ－Ｆｅｒｒｏｎ逐时络合比色法和＾２７Ａｌ－ＮＭＲ法对ＰＡＳＣ和ＰＡＣ中铝的形态分布测定结果进行了对比分析的讨论。结果表明。在ＰＡＣ中，Ａｌ１３和Ａｌｂｈ之间具有良好的对应关系。Ａｌ１３／Ａｌｂ比值为１．０左右。但对ＰＡＳＣ而言，情况有所不同，在低碱化度（Ｂ）和低Ａｌ／Ｓｉ摩尔比情况下，Ａｌ１３和Ａｌｂ之间的不存在对应关系，Ａｌ１３和Ａｌｂ比值远远小于１．０，随着Ｂ值和Ａｌ／Ｓｉ摩尔比的升     

固固共混法制备聚合氯化铝混凝剂

采用固固共混法,制备具有不同铝浓度和碱化度（B）的聚合氯化铝（PAC）混凝剂．实验结果表明,在高铝浓度下可制备出较高含量Alb的PAC,制备条件对PAC中Alb的含量影响很大．B值的升高可以提高PAC中Alb的含量,但铝浓度的提高和熟化时间的延长则会降低产品中Alb的含量．反应温度为80℃左右时可制备出高Alb含量的PAC．加药时间和熟化时间对制备的影响不大．     

聚合氯化铝中Alb和Al13的形态分布规律

按三类典型工业聚合氯化铝的生产条件制得铝浓度为2.50mol·l^-1,盐基度为0%-92%的A,C,D系列样品,同时采用慢速滴碱法制得铝浓度为0.150mol·l^-1-0.336mol·l^-1,盐基度为0%-92%的B系列聚合氯化铝.Ferron试验结果表明：相同盐基度不同系列样品的Alb值大小变化规律为：盐基度等于20%时,C〉D〉A〉B;盐基度等于30%时,A〉D〉B〉C;盐基度大于30%时,B〉A〉D〉C;四个系列样品的Ala均随盐基度的升高而减小,Alc则随盐基度的升高而增加.27A1-NMR测试结果表明：四个系列所有样品的Al单均随盐基度的升高而减小;相同盐基度的不同系列样品Al13值大小顺序为B〉A〉C〉D;A,C,D系列样品的Al其他均随盐基度的升高而增加,B系列样品的Al其他则先随盐基度的升高而增加,达到最大值后开始降低,然后再开始上升,最大值为B4样品的44.40%.A,C,D三个工业系列样品中的Alb和Al13的绝对值均不大,在所研究的盐基度范围内Alb和Al13均不是其中的优势形态.B系列样品在盐基度大于60%时,Alb和Al13成为其中的优势形态.     

Al-Ferron逐时络合比色法研究PACS中铝的水解聚合形态

制备了碱化度(B)及不同Al~(3+)/SO_4~(2-)摩尔比的系列PACS,用Al-Ferron逐时络合比色法研究了铝的形态分布,考察了碱化度(B)、Al~(3+)/SO_4~(2-)摩尔比、稀释作用及pH值对铝的形态分布的影响.实验结果表明,Al~(3+)/SO_4~(2-)摩尔比及溶液的pH值对铝的形态分布有较大的影响,稀释作用对铝的形态分布影响较小.Al~(3+)/SO_4~(2-)摩尔比愈小,pH值愈高,铝的水解聚合大分子及胶体粒子所占的比例就愈大.     

聚合硅酸铝铁絮凝剂的制备及其水解和絮凝特性

聚合硅酸铝铁(PAFSC)作为一种新型絮凝剂，它保留了铝铁各自均聚物的优点，克服了聚合氯化铝(PAC)处理水样时残余铝含量较高和聚合氯化铁(PFC)稳定性较差的缺点．本文利用共聚和复合两种工艺制备PAFSC，研究Al／Fe／Si摩尔比和碱化度(B)对絮凝效果的影响．     

无机高分子絮凝剂聚合硅酸铝铁的研究

以ALCL3，FeCl3，Na2SiO3和盐酸为原料，采用NaOH作为碱化聚合剂，合成了具有不同碱化度（B），不同Al/Fe/Si摩尔比的铝铁硅共聚物（简称PAFSC），通过PH滴定法测定分析了铝、铁在其水解共聚合过程中PH值的变化，然后通过透射电镜和混凝实验对共聚物的晶形貌像和絮凝作用进行了研究，通过对模拟具有色悬浊水样的絮凝实验，并与现有的其它无机絮凝剂作比较后可以看出：在同样投加量情况下，PAFSC处理的水具有更低的剩余浊度和色度。     

水中稀释对聚合氯化铝形态分布的影响

本文用~(27)Al NMR、超离心沉降平衡及计时比色分析等方法,研究了水中稀释对水处理混凝剂聚合氯化铝(PAC)中铝的形态分布的影响。结果表明,若PAC的羟铝比(r)≤2.0时,水中稀释(Al_T<0.5 mol/l)会导致PAC羟铝聚合大分子(聚合度>13)的分解,产生聚合度较小的组分;羟铝比越小,这种倾向越大。PAC与硫酸铝在使用中的一个区别是,前者在水中分解,形态“由大到小”,后者在水中聚合,形态“由小到大”。     

聚合氯化铝Al13模型化合物的量子化学计算

采用MNDO方法对聚合氯化铝(PAC)中的Al13模型化合物进行了量子化学计算.结果表明:作为电子给体化学反应的活性点主要是羟基氧原子或羟基桥键氧原子,作为电子受体化学反应的活性点主要是六配位的Al.羟铝比(OH/Al)大的模型物, 铝氧四面体中Al所带正电荷明显减少,表明OH/Al比大时将有更多的电子流向Al(Ⅲ).与此同时,羟桥Al-O的键级会逐渐减小,有利于PAC的水解.水解过程实际上是通过OH-的HOMO和被水解形态组分的LUMO相互作用使Al-O(H2O)键断裂形成Al-O(OH)键的过程.     

合成工艺条件对Al-Ferron反应动力学特征及Al(Ⅲ)形态分布的影响

通过Al Ferron络合比色动力学分析 ,对Al(Ⅲ )的形态进行了较为准确的划分和计算 ,考察了工艺条件对动力学参数和铝形态分布的影响 .研究表明 ,铝的初始浓度、合成温度对Alb 与Ferron的解离 络合反应的速率常数kb 有一定的影响 ,而碱化度、合成时的搅拌强度和加碱速度对kb 的影响不大 ;碱化度、铝的初始浓度对铝的形态分布影响很大 ,搅拌强度、合成温度和加碱速度对铝的形态分布也有一定的影响 .     

“平面型”十三聚合铝形态水交换反应的密度泛函研究

采用密度泛函DFT量子化学计算,初步探讨了"平面型"十三聚合铝(F-Al13)的水交换反应.在B3LYP/6-31G水平下模拟了气相体系中全水合F-Al1153+与脱质子形态(F-Al913+和F-Al313+)中η-OH2(1)键合水位点的水交换反应;比较了F-Al13和K-Al13两种不同十三聚合铝形态的水交换反应特点;讨论了不同铝形态(二聚铝Al2、三聚铝Al3、Al6六元环以及Al7Anderson内核等)水交换反应研究对于阐明F-Al13形成机制的重要意义.     

工业聚合氯化铝的形态分布及混凝效果

对铝浓度为2.50mol·l-1的聚合氯化铝.采用Al-Ferron络合比色法和烧杯混凝实验对样品的形态分布和混凝性能进行了研究.结果表明:三个工业系列样品中Al的形态分布规律基本一致,Ala随盐基度的升高而逐渐降低;Alc随盐基度的升高而升高;Alb则先随盐基度的升高而升高,达到最大值后,再随盐基度的升高而降低.同一系列样品在相同加药条件下,盐基度愈高,混凝效果愈好,Alb含量愈高,混凝效果并不一定愈好.因此,提高Alb不一定能提高混凝效果,工业产品的质量控制以及追求目标应当是尽量提高盐基度,而不是Alb的含量.     

Al(Ⅲ)与Fe(Ⅲ)溶液共聚合研究

以AlCl_3·6H_2O和FeCl_3·6H_2O混合溶液通过滴加NaOH溶液的方法制备了不同Al/Fe(摩尔比,下同)和不同[OH]_b/[Al+Fe]值的共聚物.测定了聚合过程和熟化过程中的pH值变化,并对不同碱化度和熟化时间下的聚合物进行了混凝效能实验.结果表明,在共聚过程中,Fe(Ⅲ)与 OH~-的络合速度比Ai(Ⅲ)快,即 Fe(Ⅲ)具有较强的共聚合活性.Al/Fe,[OH」_b/[Al+Fe]值对铝铁共聚物形态分布有明显影响.不同条件下共聚物混凝对比实验表明,在Al/Fe为5:5,[OH]_b/[Al+Fe]为 1.6,熟化时间为24h时,显示出了较优异的混凝效能.