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聚合氯化铝的结构特征

聚合氯化铝.jpg聚合氯化铝(PAC)是一种含不同量羟基的无机高分子多核高效混凝剂,其分子式为[Alm(OH)n(H2O)x]·Cl3m-n(n≤3m),聚合氯化铝是一系列介于Al3+和氢氧化铝之间聚合物的复合体,是目前最广泛使用的高效混凝剂,它具有用量少、污泥少、除浊高、对出水pH影响小等优点。

聚合氯化铝.jpg聚合氯化铝的结构特征:

聚合氯化铝是一种高效的无机混凝剂,一般是指AL3+到AL(OH)3之间的一系列准稳态物质,即二铝到氢氧化铝之间的羟基络合物,其中可能出现共享羟基络合物或共享氧基配位的结构特征。有证据表明,以氯化铝为计算基础,简单铝盐的水溶液可用六水合离子来准确描述。当铝盐溶液缺乏酸时,即形成碱式盐的情况,可形成一种更为复杂的体系,即多种多核聚合体。这种多核体的性质和结构已成为长期以来争论的焦点。关于其结构有两种截然不同的模型。

聚合氯化铝.jpg(1)“corelinks”或“gibbsitefragment”模型。在这种模型中,多核聚体由一个或多个六边形环组成,环由带羟基的并列八面体铝原子组成。在高度水解的情况下,这些环结构进一步聚合和成长,可说明最终gibbsite表面或相关的结晶固体相。值得注意的是,研究者们并没有获得关于这种多核体存在的确切证据,尤其是在室温下的稀溶液中。关于铝化合态的传统研究方法是化学分析法和电位滴定法。

聚合氯化铝.jpg(2)AL13聚阳离子模型。认为铝溶液中只集中存在单体及二聚体及更高聚物等几类形态。该模型主要是通过核磁共振“27AlNMR法”和小角度X射线衍射法的鉴定结果推断得出的。利用Ferron逐时络合比色法可以通过铝离子和不同的铝离子聚合体之间反应时间的差距,将不同的聚合体种类大致分成三类。在1min内可以与250mL质量分数0.2%Ferron和0.01%邻菲罗林的混合液反应的物质称为低聚物,从1min到120min内可以反应的种类称为中聚物,在核磁共振图谱上这一区域内的物质相当于Al13,120min内没有发生反应的种类称为高聚物。

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