PAC与PDMDAAC复合絮凝剂中铝的形态分布

以具有不同碱化度(B)的聚合氯化铝(PAC)絮凝剂和具有不同黏度(h)的聚二甲基二烯丙基氯化铵(PDMDAAC)絮凝剂为原料制备出了系列PAC-PDMDAAC复合絮凝剂,分别采用Al-Ferron逐时络合比色法和27Al-NMR法比较研究了PAC-PDMDAAC复合絮凝剂与PAC絮凝剂中铝的形态分布,探讨了PAC的B值、PDMDAAC的含量(P%)和h对复合絮凝剂中铝的形态分布的影响.结果表明,PDMDAAC与PAC之间发生了一定的相互作用,表现为PAC-PDMDAAC复合絮凝剂中铝的各种形态的含量与PAC中铝的各种形态含量的不同,且随PDMDAAC的P%、h和PAC的B值变化而发生变化,这种变化势必影响其絮凝效果.仅从具有良好净水效果的Alb组分和Al13组分的含量高低来判断,P=10%的复合絮凝剂应具有良好的絮凝效果.处理黄河水的絮凝效果初步证明了该推断的正确性.

新型固体聚硅硫酸铁混凝剂的制备及结构表征

聚硅酸基混凝剂是重要的水处理剂之一,在混凝过程中扮演重要的作用,但易于产生自聚反应、形成硅胶、失去稳定性。因此,制备稳定的聚硅酸基混凝剂受到广泛关注。为获得一种稳定的聚硅酸基混凝剂,提出一种新型稳定的固体硅酸基混凝剂(PSPF)的制备方法。采用红外光谱与扫描电镜表征PSPF的结构与形貌;Ferron逐时络合比色分光光度法分析PSPF中Fe的形态;通过微污染源水的处理评估PSPF的混凝性能。以硫酸亚铁、硅酸钠、磷酸二氢钾、碳酸钠等为原料,确定硅铁摩尔比(n_(Si)/n_(Fe))、磷铁摩尔比(n_p/n_(Fe))与碱化度(n_(OH)/n_(Fe))对PSPF的制备影响。结果显示在60℃水浴30 min条件下,PSPF最优合成条件为:n_(Si)/n_(Fe)为1:4,n_P/n_(Fe)为1:6与n_(OH)/n_(Fe)为1:10。表征分析显示,PSPF是一种高分子聚合物,含有的新基团键(例如,Si—O—Si与Fe—O—Si),其有助于增大PSPF分子量与分子链与增强PSPF的混凝性能;PSPF形貌团簇,呈网状结构,有助于吸附架桥和网捕卷扫;Si含量增加提高了PSPF中Fe(b)和Fe(c)的含量,增强了PSPF的聚合度与固化效果。PSPF的混凝性能受PSPF投加量与水环境pH影响显著;在pH为6与投加量为8 mg·L^(-1)时,残余浊度和UV254去除率分别可达0.33 NTU与58.6%。实验研究显示,混凝剂多因素(Si,Fe与P)调控对增强固体聚硅酸基混凝剂的固化效果、稳定性以及混凝性能具有良好的效果。

聚合氯化铝的制备与分析研究

通过结晶氯化铝水解、逐滴加碱和氢氧化铝法3种方法制备聚合氯化铝（PAC），采用Al-Ferron逐时络合比色法和红外光谱分别进行分析和对比分析。结果表明：水解法所得PAC盐基度（B）低（B=4％－8％），优点是纯度高，没有引入其它金属离子；逐滴加碱法所得PAC盐基度稍高（B=25％－45％），但含有大量钠离子且Alb含量不高；氢氧化铝法所得PAC盐基度较高（B=50．6％），但也引进了其它金属离子，优点是所制备碱式氯化铝Alb含量较前二者高（三者Alb含量比例为1：9．3：17．2），达到了国标GB15892—1995的要求。

以Al-Ferron逐时络合比色法研究有机硅铝复合絮凝剂中铝的形态分布

以正硅酸乙酯(TEOS)、二乙氧基二甲基硅烷(DEDMS)、γ-氨丙基二乙氧基甲基硅烷(APDES)这3种硅烷偶联剂为硅源,合成了新型的有机硅铝复合絮凝剂,利用Al-Ferron逐时络合比色法研究了这3种絮凝剂的铝形态分布.结果表明,3种系列有机硅铝复合絮凝剂中,硅源、碱化度(B)、Si/Al摩尔比对铝形态分布都有影响.其中,碱化度对铝形态的影响较大.3种产品表现出类似的变化趋势,随碱化度的增大,Ala含量呈现下降趋势,而Alb和Alc含量则明显上升.以TEOS为硅源的产品中,Alc为主要形态;以DEDMS为硅源的产品中,硅源对铝形态的影响不明显;以APDES为硅源的产品中,Alb则为主要形态,其含量随Si/Al摩尔比的增大而增多.

聚合氯化铁(PFC)与有机高分子聚合物(JY-01)复合絮凝剂中铁的形态分布

以具有不同碱化度(B)的聚合氯化铁(PFC)絮凝剂和具有不同黏度(η)的有机高分子聚合物(JY01)絮凝剂为原料制备出了系列PFCJY复合絮凝剂,采用FeFerron逐时络合比色法比较了PFCJY复合絮凝剂与PFC絮凝剂中铁盐的形态分布情况,探讨了JY01的质量分数w(JY01)、η及制备方式对复合絮凝剂中铁盐的形态分布的影响.实验结果表明,JY01与PFC相互之间发生了一定的相互作用,表现为PFCJY复合絮凝剂中铁的各种形态的质量分数与PFC中铁的各种形态的质量分数不同,且随w(JY01)、η和制备方式的变化而发生变化,这种变化势必影响其絮凝效果.仅从具有良好净水效果的Feb组分的质量分数高低来判断,w(JY01)=7.0%的复合絮凝剂应具有良好的絮凝效果.处理黄河水的絮凝效果初步证明了该推断的正确性.

高浓度复合型聚铁硅絮凝剂PFSS和PSFS的形态分布研究

采用紫外分光光度法、逐时络合比色法和红外图谱从不同角度对高浓度聚合硫酸铁硅和聚合硅酸铁的形态分布及转化规律进行了探讨。紫外吸收表明,聚铁硅絮凝剂中主要以Fe(OH)+2、Fe2(OH)4+2等二聚体为主,而且还有三聚体或其他聚合形态的存在;逐时络合分析显示,复合型聚铁硅体系中硅形态以Si(c)为主,铁形态以Fe(a)和Fe(c)为主;红外图谱证实高浓度聚铁硅是以羟桥为主结构连接的高分子复合物,在1100cm-1附近M—OH—M的振动证明有铁羟基及其聚合态存在,且其形态区别于PFS。

絮凝剂PSPAFC中铁铝共聚物的形态表征

通过pH值、测定波长、溶液浓度、分析试剂等确定改进了经典的Ferron逐时络合比色法,使其能用于测定Fe、Al共存溶液中[Fe,Al]的含量,从而测定实际含Fe、Al共聚物的溶液中[Fe,Al]的形态分布。结果表明,在pH=5.0,波长为362 nm,铝铁总浓度在1×10-5~1×10-4 mol/L范围内,Fe、Al共聚物具有较大的吸光值,标准曲线回归系数在0.99以上,说明该方法是准确而有效的。利用该方法测定按不同nSiO2/n[Fe,Al]、nAl/nFe、nP/n[Fe,Al]比例制备的新型无机高分子絮凝剂聚硅磷氯化铝铁（PSPAFC）中Fe、Al水解形态的分布,结果表明,不同配比的PSPAFC中铝铁水解形态分布存在明显的差异,当三者比例分别为1：2、7：3和2：20时,[Fe,Al（]b）形态的含量最高,达50.46%,且随着nAl/nFe的减小和nSiO2/n[Fe,Al]的增加而降低。

新型絮凝剂PSPAFC中铁铝的形态分布及其性能分析

改进了经典的Ferron逐时络合比色法,使其能同时测定无机高分子复合絮凝剂中Fe和Al的含量,从而分析出[Fe,Al]的三种形态分布。利用该方法测定按不同nSiO2/n[Fe,Al]、nAl/nFe、nP/n[Fe,Al]比例制备的新型无机高分子絮凝剂PSPAFC中[Fe,Al]的形态分布,结果表明,不同的PSPAFC中铁铝形态分布存在明显的差异,当三者比例分别为2∶1、7∶3和3∶20时,[Fe,Al](b)形态的含量最高,说明此时絮凝效果最好。以模拟废水进行废水处理效果试验,其结果与上述改进的形态分析法所获得的结果完全一致,说明该测定方法的结果是准确可靠的。

熟化对PAC样品聚合形态及絮凝效果的影响

对微量加碱法合成的聚合氯化铝(PAC)液体产品进行程序升温熟化,核磁共振分析结果证明,可生成新的聚合形态——Al30.对Al-Ferron络合比色法的动力学常数的分析结果表明,熟化能使Alb1减少且聚合度降低,而使Alb2增多且聚合度增大;熟化有利于Al30的形成,从而提高PAC的絮凝效果.絮凝效果受熟化时间和温度的影响,95℃下熟化8 h的样品絮凝效果最佳.

复合絮凝剂APAC中铝形态分布及絮凝性能研究

用慢速滴碱法合成聚合氯化铝的过程中加入酸改性的凹凸棒,制备了新型絮凝剂APAC。采用Al-Ferron逐时络合比色法和烧杯絮凝实验法分别研究了APAC复合絮凝剂中铝的形态分布和絮凝性能。结果表明,Ala随盐基度的升高而逐渐降低;Alb随盐基度的升高而升高;Alc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。在相同实验条件下,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,APAC的质量控制以及追求目标应当是尽量提高Alc的含量,而不是Alb的含量。