多羟基络铝硫酸盐及多羟基络铝溴化盐的制备与表征

论文摘要

本文用铝粉调节硫酸铝溶液的碱化度，采用湿渣法，通过大量的实验，采集有效数据并绘制了Al2（SO4）3-Al2O3-H2O三元体系室温下的固液平衡相图，以所测相图为指导，掌握了不同产物在室温下析出单一结晶相的控制条件，在国内首次成功制备了三种水合硫酸化聚铝纯品结晶。化学分析、粉末XRD物相分析和差热热重分析结果表明，产物Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ的物相分别为：九水合硫酸化三聚铝（Al3（SO4）2·（OH）5·9H2O）、三十五水合硫酸化十三聚铝（3Al2（SO4）3·7Al（OH）3·35H2O）和十二水合硫酸化五聚铝（Al2（SO4）3·3Al（OH）3·12H2O）。通过文献调研发现，产物Ⅱ和产物Ⅲ是未见报道的，甚至粉末XRD卡片中都找不到的新物相，产物的纯度依次为：98．45％、96．62％、99．53％，为进一步纯化并研究其晶体结构奠定了基础。本文在制备聚合溴化铝（PAB）结晶方面也取得了一定进展，制得了一种多羟基络铝溴化盐的结晶，粉末XRD物相分析初步表明，可能是未见报道的新物相。高岭土配制的模拟水样絮凝实验的结果表明，产物在中性条件下表现出较明显的絮凝性能，其效果仅次于Al13（OH）24（H2O）24Cl15(M-Al13)絮凝剂，优于市售PAC，有望成为新型高效絮凝剂。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 第一章 前言
• 1.1 水资源概况与水环境污染
• 1.2 絮凝剂的研究现状
• 1.3 铝（Ⅲ）的水溶液化学特征
• 1.4 聚合硫酸铝的实验室制备
• 1.5 问题的提出和选题的意义
• 1.6 本文取得的主要成果
• 第二章 实验材料与方法
• 2.1 实验试剂与仪器
• 2.1.1 实验试剂
• 2.1.2 实验仪器
• 2.2 产物的成分及结构分析
• 2.2.1 化学分析
• 2.2.2 表征手段
• 第三章 多羟基络铝硫酸盐的研究
• 3.1 相图的绘制与应用
• 3.1.1 相图绘制原理
• 2（SO₄）₃-Al₂O₃-H₂O三元体系固液平衡相图的绘制'>3.1.2 室温下Al₂（SO₄）₃-Al₂O₃-H₂O三元体系固液平衡相图的绘制
• 3.1.3 相图应用
• 3.2 产物的制备
• 3.2.1 产物Ⅰ的制备
• 3.2.2 产物Ⅱ的制备
• 3.2.3 产物Ⅲ的制备
• 3.3 产物的表征
• 3.3.1 X-射线粉末衍射（XRD）结果分析
• 3.3.2 化学分析结果
• 3.3.3 热重（TGA）结果分析
• 3.3.4 溶解度的测定
• 3.3.5 高温晶化对产物的影响研究
• 第四章 多羟基络铝溴化盐的制备，表征及絮凝性能的研究
• 4.1 产物的制备
• 4.2 分析结果
• 4.2.1 X-射线粉末衍射（XRD）结果分析
• 4.2.2 化学分析结果
• 4.3 絮凝性能的研究
• 4.3.1 模拟水样的配制
• 4.3.2 絮凝方法
• 4.3.3 浊度的测定
• 4.3.3.1 浊度标准线的绘制
• 4.3.3.2 水样浊度的测定
• 4.3.4 絮凝剂指标及投加量
• 4.3.5 絮凝对比实验结果及讨论
• 4.3.5.1 剩余浊度随药品投加量的变化
• 4.3.5.2 出水pH值随药品投加量的变化
• 第五章 结论
• 5.1 全文总结
• 5.2 待进一步研究的问题
• 参考文献
• 附图
• 致谢