电子显微镜分析聚硅酸金属盐复合絮凝剂的形貌

向聚硅酸中分别引入铝盐、铁盐和硼砂,制得聚硅酸金属盐复合絮凝剂,用电子显微镜观察分析它们的形貌.结果发现:聚硅酸金属盐复合絮凝剂的形貌均为枝杈状聚集态,并带有分形特征,完全不同于聚硅酸的球形或椭圆形.与聚铝、聚合铝铁相比,聚集体的枝杈变粗,枝杈密度变高,同时沿中心核分形密度改变.这说明向聚硅酸中引入铝盐、铁盐及硼砂后,带正电的铝离子、铁离子及其水解产物与聚硅酸、硼酸分子相互作用和影响,改变了硅酸的聚合速度及聚合物的形貌,生成了新的聚合度更大的产物.     

新型聚铝硅复合絮凝剂的制备及性能研究

本文初步制备了两种新型聚铝硅复合絮凝剂：聚铝硅（含活化硅酸聚合铝，ＰＡＣＳｉ）和聚硅铝（聚硅酸硫酸铝，ＰＳｉＡＳ），研究对比了ＰＡＣＳｉ，ＰＳｉＡＳ与ＰＡＣ的絮凝性能。考察了硅酸聚合程度，硅、铝含量对其絮凝性能的影响，结果表明，提高硅酸聚合程度或硅、铝含量的增加均有利于增强絮凝性能，且随（Ｓｉ）／（Ａｌ）比值的提高，其絮凝性能也明显增加，在铝含量相同情况下，聚铝硅和聚硅铝的絮凝性能均优于聚合氯化铝     

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.     

铝离子与聚硅酸的相互作用

本文应用核磁共振技术及化学分析方法研究了铝离子与聚硅酸之间的相互作用情况;借助于微电泳技术测定了含铝离子的聚硅酸絮凝剂在不同pH值条件下水解沉淀物的表面ζ电位变化情况;借助于透射电镜手段及静置观察方法考察了铝离子含量对聚硅酸胶凝作用的影响。实验结果表明,聚硅酸对铝离子具有一定的螯合(络合)和吸附作用,但二者之间不存在定量的作用关系,而是聚硅酸对铝离子的作用量随着铝离子含量的增加而增加。铝离子影响聚硅酸的胶凝时间,适量的铝离子的存在可延长聚硅酸的胶凝时间。聚硅酸的存在影响铝离子在不同pH值下的水解沉淀物的ζ电位值,使得达到零电位状态时的pH值向低pH值方向移动。     

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：Ⅰ.Al—Ferron逐时络合比色？…

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。     

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．     

含硼聚硅酸硫酸铁锌复合絮凝剂的制备及性能

制备了含硼聚硅酸硫酸铁锌复合絮凝剂(PSFZB),研究了硅酸钠溶液浓度、硅酸聚合时间、Fe/Si、Zn/Si、B/Si等因素对絮凝效果的影响,通过正交试验确定最佳制备工艺条件。试验结果表明,研制的PSFZB絮凝剂具有很好的稳定性和较佳的处理效果,适用的pH范围广,是一种较PAC、PFC优良的絮凝剂。     

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

本文对Al-Ferron逐时络合比色法和27Al-NMR法对PASC和PAC 中铝的形态分布的测定结果进行了对比分析和讨论.结果表明,在PAC中,Al13和Al b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摩尔比的升高,Al13 /Alb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.     

聚硅酸溶胶和凝胶的电镜观察

用透射电子显微镜（ＴＥＭ）和扫描电子显微镜（ＳＥＭ）观察了硅酸溶胶的聚合过程。在ｐＨ值与Ｎａ２Ｏ·ｎＳｉＯ２模数一定时，其聚合速度与温度有关，温度高聚合快。聚硅酸溶胶粒子主要是圆形或椭圆形颗粒，粒子由于聚集变大，硅酸凝胶具有毛刷结构，其间隙被水填充。反应时，聚集、聚合和溶解同时进行，最后聚集起主要作用，凝胶形成。     

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”。     

铝化合物控制土壤磷素流失的机理研究

在实验室培养的基础上,研究不同铝化合物对土壤磷素流失的影响.结果表明:不同铝化合物均能抑制土壤中有效磷的释放,抑制效果的大小顺序为Al2(SO4)3(SOAL)＞含SO2-4聚合铝(SAL)＞含Ca聚合铝(CAL)＞纯聚合铝(PAL).施用量为405 mg Al·kg-1时,培养3个月后SOAL,SAL,CAL和PAL可分别抑制35.0%,32.7%,31.5%和22.6%土壤中有效磷的释放.不同铝化合物抑制土壤有效磷释放的效果均随着试剂加入量的增加以及培养时间的延长而提高.添加不同铝化合物对土壤pH值的变化影响不大,土壤的pH值稍有下降.以上铝化合物均可用来抑制土壤磷的流失,从而降低磷素对环境的污染风险.     

环境中铝来源、铝毒机制及影响因子研究进展

铝是地壳中含量最多的金属元素,随着铝在人类生产生活中大量生产和使用,包括铝盐絮凝剂在水处理/湖泊治理中的广泛应用以及环境酸化,越来越多的铝进入生态系统,给许多生物带来毒害效应。文章综述了生态系统中铝的来源,铝毒对藻类、鱼类、植物和人体的毒害机制及影响铝盐迁移转化和毒性的主要因子,并提出建议和展望。在陆地生态系统中,铝主要以金属铝、氧化铝、铝盐化合物、含铝矿石等形态存在;水生生态系统中,铝主要以无机单体铝、无定型絮状物Al(OH)3和聚合铝等形态存在。铝抑制酸性磷酸酶活性或影响营养的利用对藻类群落结构组成和藻细胞产生影响。通过引起离子调节和呼吸紊乱,铝对鱼类组织器官、生长发育和生理代谢具有剂量毒性作用。铝在人体蓄积后,对神经、骨骼、肝脏、免疫系统等产生不同程度的损害。植物铝毒机制主要包括:(1)对根系细胞分裂及伸长的抑制;(2)对植物营养物质吸收的抑制;(3)对植物体内关键酶代谢的抑制;(4)对遗传物质及细胞结构的损伤等。影响铝毒的因子主要包括p H、Al~(3+)形态及浓度、环境温度、水体硬度、溶解性有机物种类及含量、结合配体浓度等。因此,人类生产生活中应合理科学使用铝制品,严格把控饮用水及食品中铝浓度标准。工业水处理中应加快研发应用高效环保的大分子聚合/微生物絮凝剂,控制水处理厂出水残余铝浓度。由于铝是两性元素,且水环境中铝越来越多,建议进一步研究铝盐在碱性环境中的毒性作用以及铝盐对水生植物、底栖动物的毒性作用。     

“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.     

聚硅氯化铝（PASC）的形态分布及转化规律：Ⅱ.^27Al—NMR法研究PASC溶 …

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物产物间的相互作用,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。     

乙酸对硅酸聚合胶凝及形态分布的影响

要研究了硅酸在不同pH条件下,乙酸存在时的形态分布及转化特征．结果表明：当硅酸溶液中有乙酸存在时,硅酸的聚合胶凝时间将延长．从而证实了乙酸的存在,能有效地减缓硅酸溶液中聚硅酸的生长速度．     

"类龟式"Al13盐酸盐的制备及絮凝性能

采用氯化铝溶液电解法、氯化铝溶液溶铝法、稀盐酸溶铝法、氯化铝溶液碱性阴离子树脂交换法、氯化铝溶液补水蒸馏法、氯化铝溶液压溶氢氧化铝或氧化铝法等促使氯化铝水解-聚合的方法,通过控制起始溶液的浓度、水解-聚合的程度和体系的温度,制成"类龟式"Al13含量超过96.5%的聚合氯化铝结晶,其中电解法制备的产物纯度达99.9%,盐基度61.48%,总铝(Al2O3)33.75%,水不溶物0.01%,Alb达97%.化学分析、X-射线粉末衍射和X-射线单晶结构解析结果表明,产物是一种由十三个铝氧八面体连接组成的Al13(OH)24Cl15·37H2O化合物.高岭土模拟水样和黄河水样絮凝试验表明,絮凝效果优于市售固体聚合氯化铝、氯化铝和硫酸铝,经絮凝处理的黄河水主要水质质量指标达到国家生活饮用水标准GB5749-85的要求.     

用透射电镜研究聚硅酸硫酸铁混凝剂的形态

由水玻璃、硫酸和硫酸铁制备聚硅酸硫酸铁（ＰＦＳＳ）混凝剂,用透射电镜观察ＰＦＳＳ的形态,研究了ＰＦＳＳ的形态随硅酸聚合时间,ＳｉＯ２／Ｆｅ摩尔比和熟化时间的变化。结果表明,硅酸聚合时间,ＳｉＯ２／Ｆｅ摩尔比及熟化时间对ＰＦＳＳ的形态有较大的影响。