聚合氯化鋁是一種新型無機(jī)高分子凈水劑。隨著無機(jī)高分子凈水劑逐漸成為主流的趨勢(shì)，聚合氯化鋁得到了越來越多的關(guān)注和廣泛的研究。
那么，聚合氯化鋁在水中的形態(tài)及其混凝機(jī)理是什么？?jī)|興聚合氯化鋁的制造商分析如下：
1.聚合氯化鋁在水中的形態(tài)
長(zhǎng)期以來，科學(xué)家們對(duì)聚合氯化鋁水解物的結(jié)構(gòu)和特性做了大量的研究。大致可以歸納為兩種觀點(diǎn)。
(1)為六元環(huán)連續(xù)分布模式，或三水鋁石碎片模式，認(rèn)為由單體如Al3，Al(OH)2，Al(OH)，Al(OH)3，Al(OH)4-至Al2(OH)24，Al2(OH)5，Al3(OH)45，Al4(OH)84，Al6(OH)126，Al6 (OH) 6012，Al54(OH)14418等組成。它們連續(xù)分布，以類似苯環(huán)結(jié)構(gòu)的六元環(huán)模型為穩(wěn)定形式，并逐漸演化發(fā)展，直至沉積物仍保持拜耳石的結(jié)構(gòu)，各種形式的相對(duì)比例由水解3354在一定條件下的聚合平衡決定。其理論基礎(chǔ)是多核配合物的核-鏈配位機(jī)制，可以解釋在成熟和高堿度條件下三水鋁石結(jié)構(gòu)的形成。然而，對(duì)于高電荷和高聚合度的復(fù)合離子的結(jié)構(gòu)鑒定，特別是它們?cè)谑覝叵率欠翊嬖谟谙∪芤褐?，沒有直接的證據(jù)。
模式為聚十三鋁。其研究對(duì)象主要是高濃度(鋁10-3 ~ 2摩爾/升)和高堿化度聚合氯化鋁溶液。認(rèn)為Al3的水解與Be2相似。Be2的水解僅形成Be2、[BE2 (OH)] 3和[BE3 (OH) 3] 3。聚合氯化鋁溶液中只有單體、二聚體、[Al13O4 (OH) 24] 7(縮寫為Al13)和幾個(gè)Al13聚集鏈。Al13結(jié)構(gòu)是約翰遜根據(jù)堿式硫酸鋁的晶體學(xué)數(shù)據(jù)首次提出的。27Al核磁共振、17ONMR和小角X射線衍射(SAXS)分析和推斷證實(shí)了它的存在。認(rèn)為Al13結(jié)構(gòu)的中心為AlO4四面體，外圍為12個(gè)六配位的鋁八面體，通過羥基橋連接，可寫成[Alo4al12 (OH) 24 (H2O) 12] 7，稱為Keggin結(jié)構(gòu)，其粒徑約為2 ~ 3nm。同時(shí)指出，一些高度聚合的鋁以嚴(yán)重變形的結(jié)構(gòu)形式存在，不能給出核磁共振信息。2.水解——的聚合機(jī)理
由于鋁()鹽水解——聚合產(chǎn)物中各組分形態(tài)的鑒定方法尚未建立，水解——聚合動(dòng)力學(xué)方程無法通過實(shí)驗(yàn)建立。只能推斷鋁()鹽水解——的聚合機(jī)理。實(shí)驗(yàn)確定，在鋁()鹽水解3354的聚合過程中形成的Al13O4(OH)247是由四角四面體鋁AlO4 _ 4和12通過氧橋圍繞六配位八面體鋁形成的。當(dāng)羥基與鋁的比例為B=2.0~2.5時(shí)，它們聚集成線性結(jié)構(gòu)；B
在2.8時(shí)，Al13中的四面體鋁AlO4逐漸消失，當(dāng)B=3時(shí)形成無定形A1(OH)3。Al(OH)3為層狀結(jié)構(gòu)，每層由六配位八面體鋁組成，通過羥基橋連接形成六元環(huán)。六元環(huán)在同一側(cè)形成單層結(jié)構(gòu)，各層相互堆疊形成三維結(jié)構(gòu)。可以得出結(jié)論：
為了形成AlO4Al12(OH)247，必須形成四個(gè)配位的AlO4。在鋁()鹽水解——的聚合過程中，六配位鋁和四配位鋁在12:1處形成了最大量的AlO _ 4 Al _ 12 (OH) _ 247。如果聚合氯化鋁的活性組分是Al13，則可以為聚合氯化鋁的制備提供有用的信息。
在鋁()鹽水解——聚合生成氫氧化鋁的過程中，含四配位鋁的組分Al13是不穩(wěn)定的。在水合鋁()煅燒脫水生成-Al2O 3的過程中，含r-Al2O3的四配位鋁體系也是不穩(wěn)定的，不穩(wěn)定的體系往往具有較高的活性。
3.凝結(jié)機(jī)制
目前，人們普遍認(rèn)為聚合氯化鋁對(duì)水中膠體顆?；蛭廴疚锏幕炷饔檬峭ㄟ^鋁()鹽水解——的聚合產(chǎn)物的電中和、去穩(wěn)定和吸附架橋作用來去除的，從而生成粗絮體。為了解釋鋁()鹽水解——聚合產(chǎn)物的作用條件，一些學(xué)者研究并給出了各種混凝面積圖，如顯示試劑C用量和顆粒表面積濃度的C-S圖、顯示C與酸堿度關(guān)系的LGc-酸堿度圖、LGc-IGs-酸堿度圖等。隨著界面和膠體水化學(xué)的發(fā)展，其他學(xué)者通過計(jì)算有效擴(kuò)散層的電荷密度、電位和有效碰撞系數(shù)，獲得了絮凝效率。考慮到鋁()鹽水解——聚合產(chǎn)物中各組分的形態(tài)差異以及混凝過程中表面作用的真實(shí)機(jī)理，有必要對(duì)水解——聚合產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)進(jìn)行深入研究，才能真正闡明其結(jié)構(gòu)。
鋁()鹽水解——的聚合產(chǎn)物由不同聚合度的聚合陽(yáng)離子組成。它不僅可以處理生活用水，還可以處理工業(yè)廢水，去除一些有害的陰離子和陽(yáng)離子。它們?cè)谒幚砑夹g(shù)領(lǐng)域中的作用可以概括如下：(1)對(duì)水中的膠體顆粒污染物進(jìn)行電中和和去穩(wěn)定混凝；
(2)通過吸附架橋作用絮凝凝聚的二次粗顆粒；
去除水中有害離子的吸附和絡(luò)合。
絮凝作用更多地取決于聚合產(chǎn)物中聚合物的表面結(jié)構(gòu)特征。聚合物表面上的極性活性位點(diǎn)應(yīng)與團(tuán)聚的二次粗顆粒表面上的活性位點(diǎn)強(qiáng)烈相互作用，也就是說，只有當(dāng)它們的表面結(jié)構(gòu)相容時(shí)，絮凝過程才能自動(dòng)朝著系統(tǒng)能量減少的方向進(jìn)行。事實(shí)上，水中有害離子的去除可能主要依賴于聚合物和縮合產(chǎn)生的次級(jí)粗顆粒表面上的極性活性位點(diǎn)與正負(fù)離子之間的強(qiáng)吸引力。因此，為了深入揭示混凝機(jī)理，除了考慮能量因素外，有必要深入研究鋁()鹽水解聚合產(chǎn)物——和水中膠體粒子污染物的結(jié)構(gòu)特征。
