聚硅氯化铝混凝剂的应用基础研究

本文采用共聚与复合两种制备工艺 ,研制出了系列具有不同碱化度（Ｂ）和不同Ａｌ／Ｓｉ摩尔比的聚硅氯化铝（简称ＰＡＳＣ）混凝剂。应用多种化学分析方法及现代仪器分析测试技术 ,如ｐＨ滴定法、光子相关光谱（ＰＣＳ）、超滤膜过滤法、Ｆｅｒｒｏｎ逐时络合比色法、２７Ａｌ-ＮＭＲ法、２９Ｓｉ-ＮＭＲ法红外光谱分析、流动电流（ＳＣ）及微电泳测定技术、透射电镜技术、烧杯实验等对ＰＡＳＣ的水解 -聚合历程、聚集体大小与结构形貌、形态分布及转化规律、聚硅酸与铝水解产物间的相互情况、电动特性、残留铝含量及混凝机理等进行了全面深入地综合分析研究。试验了ＰＡＳＣ混凝处理由高岭土和腐殖酸配制的模拟水的除浊和脱色效果 ,试验了ＰＡＳＣ混凝处理黄河水、水库水、炼油厂含油废水和油田含油污水的效果。研究结果表明 :在ＰＡＳＣ中 ,聚硅酸与铝的水解产物间存在着相互作用 ,这种相互作用对铝的水解 -聚合历程、水解聚合物的大小及结构形貌、形态分布及转化规律、带电特性以及混凝效果等都有不同程度影响 ;与聚合氯化铝（ＰＡＣ）相比 ,ＰＡＳＣ具有较高分子量 ,稍低的正电荷 ,较低的Ａｌａ 和Ａｌｂ 含量 ,较高的Ａｌｃ 含量 ,较低的残留铝含量 ,较宽的ｐＨ值适用范围和较好的混凝效果 ;制备方     

聚硅氯化铝混凝剂除油效果的试验

制备不同碱化度和不同Ａｌ／Ｓｉ摩尔比的系列聚硅氯化铝作为混凝剂，实验考察了Ｂ，Ａｌ／Ｓｉ摩尔比及ＰＨ值对除油效果的影响，并考察了ＰＡＳＣ去除ＣＯＤ的效果。结果表明，Ｂ对ＰＡＳＣ混凝除油效果影响较大，随Ｂ值增大，除油效果提高；Ａｌ／Ｓｉ摩尔比对ＰＡＳＣ混凝除油效果影响较小；     

聚硅氯化铝(PASC)混凝剂的混凝性能

研究Ａｌ／Ｓｉ摩尔比及制备工艺对聚硅氯化铝（ＰＡＳＣ）混凝效果的影响,比较ＰＡＳＣ和聚合氯化铝（ＰＡＣ）的混凝效果．结果表明,ＰＡＳＣ较ＰＡＣ混凝效果好．Ａｌ／Ｓｉ摩尔比和制备工艺对ＰＡＳＣ的混凝效果有影响．用共聚法制备的ＰＡＳＣ（共）,Ａｌ／Ｓｉ摩尔比降低,其混凝效果提高,但复合法制备的ＰＡＳＣ（复）,Ａｌ／Ｓｉ摩尔比过高或过低,均不利于其混凝效果的提高,ＰＡＳＣ（共）的混凝效果稍优于ＰＡＳＣ（复）的混凝效果．     

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。     

水解聚合铝溶液中形态分布的定量模拟研究

通过Ａｌ－Ｆｅｒｒｏｎ逐时络合比色法和￣（２７）Ａｌ核磁共振（ＮＭＲ）法，并应用“ＭＩＮＥＱＬ”化学平衡模式计算法，对采用不同反应途径制得的聚合铝（ＰＡＣ）溶液中的化学形态分布规律进行了定量模拟研究和对比。模式计算结果与两种实验定量分析结果都较为吻合，结果表明，在水解聚合铝溶液中较稳定的化学形态主要有五种：一种单体形态［ａｌ＿ａ］，即Ａｌ￣（３＋），Ａｌ（ＯＨ）￣（２＋），Ａｌ（ＯＨ）＿２￣＋；３种聚合形态［Ａｌ＿ｂ］，即和以及一种溶胶或凝胶形态［Ａｌ＿ｃ］，即Ａｌ（ＯＨ）＿３（ａｍ）．这些化学形态的分布和转化不仅取决于溶液的化学特征，而且也取决于制备方法的不同。     

聚合氯化铝(PAC)对腐殖酸有机溶胶混凝机理的探讨

采用一定铝总量［Ａｌ］Ｔ的不同羟铝比（ｒ＝［ＯＨ］／［Ａｌ］）的ＰＡＣ溶液对有机溶胶进行混凝实验．结果表明，聚合氯化铝表面张力（σ）与有机溶胶的ＣＯＤ去除率呈正相关．根据溶液表面张力与溶质水合能力的关系和不同羟铝比的聚合氯化铝中各种羟铝配离子的相对含量，探讨聚合氯化铝对有机溶胶的混凝机理．     

PACS的形态及电导特性研究

借助于透射电镜技术观察了ＰＡＣＳ的聚合形态考察了电导率随碱化度（γ），加入的Ａｌ＾３＋／ＳＯ＾２－４摩尔比及熟化时间的变化情况，研究了熟化时间对ＰＡＣＳ电中和能力及絮凝效果的影响。实验结果表明，ＳＯ＾２－４的加入可提高聚合氯化铝的聚合度，ＰＡＣＳ聚合物的聚合度随着γ的提高及熟化时间的增长而增大，ＰＡＣＳ的电和和能力随着熟化时间的延长而下降，ＰＡＣＳ溶液（Ａｌ＾２＋含量为０．１８ｍｏｌ／Ｌ）的电导在     

利用透射电镜研究PACS的形态及絮凝机理

借助于透射电技术观察了稀释作用及ＰＨ值对ＰＡＣＳ聚全形态的影响，研究了搅拌作用及ＰＡＣＳ投量对ＰＡＣＳ絮凝高岭土悬浮效果的影响，探讨了ＰＡＣＳ的絮凝机理，结果表明，稀释作用会导ＰＡＣＳ聚合大分了产生芳较小的组分，溶液的ＰＨ值能改变ＰＡＣＳ的形态，在较低ＰＨ值民政部下，ＰＡＣＳ聚合物呈枝化结构，在较高ＰＨ值下，ＰＡＣＳ水解生成Ａｌ（ＯＨ）３胶体物质，ＰＡＣＳＪ 通过吸附电中和及吸附架桥作用便高岭土颗     

聚硅酸硫酸铁混凝剂的性能研究

以硅酸钠、硫酸和硫酸铁为原料制备聚硅酸硫酸铁混凝剂（简称ＰＦＳＳ）,考察了ＰＦＳＳ在不同条件下水解产物表面的ζ电位变化情况,研究了Ｆｅ／ＳｉＯ２摩尔比和投加量对ＰＦＳＳ除浊效果的影响,试验了ＰＦＳＳ的最佳混凝ｐＨ范围与Ｆｅ／ＳｉＯ２摩尔比之间的关系,探讨了其混凝机理．结果表明,Ｆｅ／ＳｉＯ２摩尔比对ＰＦＳＳ水解产物的ζ电位、ＰＦ－ＳＳ的混凝效果以及ＰＦＳＳ适宜的最佳ｐＨ值范围都有影响;当Ｆｅ／ＳｉＯ２摩尔比达１．５左右时,ＰＦＳＳ的混凝除浊效果趋于最佳．     

PrO/γAl2O3等稀土氧化物催化还原SO2的研究

进行了负载于氧化铝上的镨，钕，锌，镧，钐等稀土氧化物上，ＣＯ，ＣＨ３及Ｈ２催化还原ＳＯ２反应的研究。实验着重考察了Ｐｒ－Ｏ／γ－Ａｌ２Ｏ３上ＣＯ２催化还在ＳＯ２的反应，测定了不同反应温度，不同反应物配比及不同空速下的活性，同时对Ｐｒ－ｏ／γ－Ａｌ２Ｏ３催化剂进行了ＴＰＤ，ＴＧ，ＸＲＤ，ＸＰＳ表征。结果表明，稀土氧化物具有非常高的ＣＯ催化还原ＳＯ２反应的活性，在５００℃，ＣＯ：ＳＯ２＝２：１，空速比     

聚硅氯化铝(PASC)混凝剂的颗粒大小及分子量分布

采用共聚与复合两种制备工艺,研制出碱化度（B） 为2.0 的具有不同 Al/Si 摩尔比的聚硅氯化铝（ 简称 PASC） 混凝剂．一种方法是将 NaCl加入到不同 Al/Si摩尔比的 AlCl₃6H₂O和聚硅酸混合液中;另一种方法是按一定的Al/Si 摩尔比将聚硅酸加入到聚合氯化铝液中．应用光子相关光谱（PCS） 和超滤膜过滤方法对 PASC 及聚合氯化铝（PAC） 的颗粒大小及分子量分布进行对比测定．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,生成了聚集体更大的聚合物,显著提高了聚集体的粒径,这种提高以共聚法最为明显; Al/Si摩尔比影响PASC的聚集度,Al/Si摩尔比越小, PASC 的聚集度就越大．     

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 .     

用流动电流技术研究聚硅氯化铝混凝剂的电动特性

采用流动电流（SC）技术,研究比较了聚硅氯化铝（PASC）与聚合氯化铝（PAC）的电动特性．研究结果表明,在PASC中,由于带负电荷的聚硅酸与铝水解聚合产物间的相互作用,使得PASC的电中和能力较PAC有所下降,其下降程度与PASC的碱化度（B）和Al/Si摩尔比密切相关,B值和Al/Si摩尔比越小,则PASC的电中和能力就越弱．制备工艺对PASC的电中和能力略有影响.     

新型复合无机高分子混凝剂——聚硅氯化铝(PASC)的净水效果研究

采用共聚方法制备了系列具有不同碱化度（B）和Al/Si摩尔比的聚硅氯化铝（PASC），比较了它们与聚合氯化铝（PAC）的混凝效果及在处理后水中的残留铝含量，研究了B值和pH值对其残留铝含量的影响情况。探讨了PASC的混凝效果和残留铝含量与Al/Si摩尔比之间的关系。结果表明，PASC较PAC具有更好的混凝效果和较低的残留铝含量。对于高浊度水而言，具有适宜Al/Si摩尔比的PASC才具有良好的混凝效果，但对中、低浊度的地表水和含油废水而言，在实验的Al/Si摩尔比范围内，其值越小，混凝效果就越好。PASC在水体中的残留铝含量随着Al/Si摩尔比的降低和B值的升高而下降。PASC和PAC在中性pH条件下具有最低的残留铝含量。     

用透射电镜研究聚硅氯化铝混凝剂的结构形貌

用透射电镜观察比较了聚硅氯化铝（PASC）与聚合氯化铝（PAC）混凝剂的结构形貌，探讨了碱化度（B）、Al/Si摩尔比、及制备工艺对PASC结构形貌的影响，研究结果表明，PASC较PAC具有更大的聚集度和枝化度，PASC的聚集度随B值的升高和Al/Si摩尔比的降低而增大，共聚法制备的PASC较复合法制备的PASC具有更大的聚集度。     

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.     

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.     

Electrokinetic characteristic and coagulation behavior flocculant polyaluminum silicate chloride (PASiC)

The electrokinetic characteristics and coagulation behaviors of polyaluminum silicate chloride(PASiC)and polyaluminum chloride (PAC) were studied and compared by streaming current(SC) measurement and jar test method.The experimental results showed that the interaction between polysilicic acid characterized negative charge and hydrolyzed aluminum species result in a decrease of the charge-neutralizing ability of PASiC, compared to PAC.The decrease has a close relationship with the basicity(B) and Al/Si molar ratio in PASiC.The less the B value and the Al/Si molar ratio,the lower the change-neutralizing ability of PASiC is.In contrast,the preparation technique for PASiC affects the charge-neutralization of PASiC to a smaller extent.In addition, compared with PAC, PASiC may enhance aggregating efficiency and give better coagulating effects.