聚合多羟基络铝硝酸盐的制备、表征及絮凝性能研究

论文摘要

本文采用铝粉调节硝酸铝溶液碱化度的方法,促使硝酸铝不断水解及聚合,通过控制原料配比、反应温度及结晶条件,进行了大量合成方法和条件试验,制备出了两种聚合多羟基络铝硝酸盐。通过化学分析、XRD及TG-DTA分析,对其化学组成和结构进行了表征,结果表明:产物Ⅰ为Al（NO3）3·8Al（OH）3·30.5H2O（水溶解性极好）,产物Ⅱ为90.76%Al（NO3）3·8Al（OH）3·30.5H2O与9.21%Al（NO3）3·9H2O的混合物（水溶解性极好）,产物Ⅲ6Al（NO3）3·29Al（OH）3·38H2O（水溶解性差）。通过文献调研发现,Al（NO3）3·8Al（OH）3·30.5H2O和6Al（NO3）3·29Al（OH）3·38H2O为首次合成得到的纯度较高的多羟基络铝硝酸盐新物相。采用Al-Ferron逐时络合比色法,测定了水溶解性极好的产物Ⅰ和产物Ⅱ的铝形态分布,测得产物Ⅰ的Ala、Alb和Alc含量分别为:22.50%、41.15%和35.50%,形态分布较均匀;产物Ⅱ的Ala、Alb和Alc分别为42.56%、35.19%和21.05%。采用高岭土配制的模拟水样做絮凝实验,产物Ⅰ和产物Ⅱ表现出了优良的絮凝性能,实验中矾花产生快、絮体颗粒大而沉降速度快、去浊效果好、对出水pH值影响小、水处理后残留铝低。新合成的Al（NO3）3·8Al（OH）3·30.5H2O絮凝效果优于市售固体PAC及传统絮凝剂AlCl3·6H2O,与絮凝效果极佳的M-Al13不相上下,可望成为一种新型高效的絮凝剂。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 水资源概况与水环境污染现状
• 1.2 絮凝技术及絮凝剂的发展现状
• 1.3 铝盐高分子絮凝剂水解聚合形态的研究进展
• 1.3.1 铝（Ⅲ）的水溶液化学特性
• 1.3.2 铝（Ⅲ）在水溶液中形态分布的两种观点
• 1.4 铝（Ⅲ）的形态分布分析方法及关于最佳絮凝成分的观点
• 1.5 选题意义
• 1.6 本文取得的主要成果
• 第二章 实验材料与方法
• 2.1 实验试剂
• 2.2 实验仪器
• 2.3 分析方法
• 2.3.1 产物的化学分析方法
• 2.3.1.1 铝含量的测定
• 2.3.1.2 硝酸根含量的测定
• 2.3.1.3 氢氧根含量的测定
• 2.3.2 产物的表征手段
• 第三章 实验部分
• 3.1 聚合多羟基络铝硝酸盐的制备
• 3.1.1 产物Ⅰ的制备
• 3.1.2 产物Ⅱ的制备
• 3.1.3 产物Ⅲ的制备
• 3.2 产物的表征结果分析
• 3.2.1 X-射线粉末衍射（XRD）结果分析
• 3.2.2 化学分析结果
• 3.2.3 差热-热重结果分析
• 3.3 产物的铝形态分布实验
• 3.3.1 Al-Ferron标准曲线的绘制
• 3.3.2 产物的铝形态分布结果分析
• 3.4 产物的絮凝对比实验
• 3.4.1 絮凝用水样的配制
• 3.4.2 絮凝方法
• 3.4.3 絮凝用样品的指标
• 3.4.4 分析方法
• 3.4.4.1 浊度标准曲线的绘制
• 3.4.4.2 水样浊度的测定
• 3.4.5 残留铝的测定
• 3.4.5.1 残留铝标准曲线的绘制
• 3.4.5.2 水样残留铝含量的测定
• 3.4.6 不同pH值下的絮凝对比实验
• 3.4.6.1 三种pH值时的剩余浊度随投加量的变化
• 3.4.6.2 三种pH值时的残余铝随投加量的变化
• 3.4.6.3 三种pH值时的出水pH值随投加量的变化
• 3.4.7 小结
• 第四章 结论
• 4.1 全文总结
• 4.2 有待进一步研究的问题
• 参考文献
• 附图
• 致谢