维普资讯 http://www.cqvip.com ２００６年№４ 铝镁通讯 ・４９・ 聚硅硫酸铝的合成及混凝性能的研究 郝玉芬，路达，马艳然 （河北大学化学与环境科学学院，保定０７１００２） 槽薹：本文探讨了束硅硫酸铝的合成逢径，确定了熏佳Ｓｉ／ＡＩ摩尔比为１／１，最佳活化时间为６０分钟，最佳活化温 度为６０＂Ｃ，所得产品混凝鼓摹最佳。并进行了泉合硫酸铝的混凝效果洲试．对不罔铝台量对ＰＡＳＳ混凝性能的影响进 行了研究。 关键调：混凝荆；采硅硫酸铝（ＰＡＳＳ）；Ｓｉ／ＡＩ比 聚硅硫酸铝是一种无机高分子絮凝剂，其中 至一定范围内（７．０左右），活化一定时问后制得活 ＡＩ３ 水解后产生带正电的多元羟基络合物可使悬浮 性硅酸。将其与０，ｌｍｏｌ／Ｌ浓度的硫酸铝溶液按不 物脱稳，再由聚硅酸的卷扫聚合作用和吸附架桥作 同的摩尔比混合，搅拌熟化，调节最后产品的ｐＨ值 用，使悬浮物得以絮凝沉降，从而充分发挥了ＰＡＳＳ 在６．５—８．５之问，制各几组ＰＡＳＳ混凝剂。［５】 的混凝作用［１】。比单独使用聚硅酸或聚合硫酸铝 １．３混凝实验 进行混凝的效果都好，具有更好的净水效果和较低 配制５００度硅藻土悬浮液，每次实验水样用量 的残留铝含量，是一种很有前途的混凝剂【２】。本文 ５００ｍｌ，在搅拌条件下投加一定量的ＰＡＳＳ，先快速 主要研究了聚硅硫酸铝的合成途径及性能特征，反 搅拌２ｍｉｎ，再慢搅１０ｍｉｎ，而后静置１５ｍｉｎ，而后取 映了硅铝摩尔比，熟化时间等因素对ＰＡＳＳ混凝性 上清液进行浊度测试。 能的影响。 ２结果与讨论 １ 实验部分 ２．１ 影响聚硅硫酸铝合成因素的研究 １．１仪器与试剂 ２．１．１ Ｓｉ／ＡＩ摩尔比值对产品性能影响 １．１．１仪器 根据铝量加入不同的硅酸于６００Ｃ下活化１小 ＷＧＺ一２００型光电浊度仪（上海第三光学仪器 时，合成Ｓｉ／Ａ１为０．２／１，０．５／１，１／１，１．５／１，２／１等 厂）；恒温水浴锅（北京长安科学仪器厂）；紫外分光 产品，取ｌｍｌ药液投入到５００ｍｌ浑浊液中进行混凝 光度计（上海校光光度计）；ＤＨＧ一９０２３Ａ电热恒温 实验，所得结果见表１。 鼓风干燥箱；７８—１磁力电热搅拌器（山东湮城新华 裹１ Ｓｉ／ＡＩ摩尔比对活性硅藻土漶麓效果影响 仪器厂）。 Ｓｉ ０．２／１ ０．５／１ １／１ １．５／ｌ ２／１ １．１．２试弃】 余浊（度） ７．Ｏ ５．１ ３．ｉ ３．３ ４．１ 浓硫酸（分析纯），硅酸钠（分析纯），硫酸铝（分 除浊率（％） ９８．６ ９８．９８ ９９．３８ ９９．３４ ９９．１８ 析纯） 由表１可知，Ｓｉ／ 从０．２／１到１／１时絮凝效果 测试水样：称取一定质量的硅藻土于研钵中，加 增加；大于１／１时，絮凝效果下降，所以Ｓｉ／ＡＩ值为 入少许自来水研磨一段时间，然后转移到５００ｍｌ烧 １／１时混凝效果最佳。 杯中，加自来水稀释，搅拌２ｍｉｎ后，静置３ｒａｉｎ，除去 ２．１．２活化温度对产品性能影响 沉淀下来的硅藻土，测量起始浊度，备用。模拟废水 Ｓｉ／ＡＩ为１，加料，分别于不同温度下活化１小 当天配置，当天使用［。， 。 时。配制含铝量均为０．１ｍｌ／Ｌ的溶液１００ｍｌ，以投加 １．２聚硅硫酸铝的制备 量均为ｌｍｌ进行混凝实验。所得结果见表２。 用浓硫酸将０．１ｍｏｌ／Ｌ硅酸钠溶液的ｐＨ值调 维普资讯 http://www.cqvip.com ・５Ｏ－． 裹２沮鹰对活性硅麓土的混凝效粜影响 铝镁通讯 ２００６年Ｎｏ４ 子链上的阴离子活性基团与胶体微粒表面间的范得 ８０ ７．２ 活化温度（℃） 浊度（度） ２０ ６．５ ４０ ６．０ ６０ ４．８ 华力和氢键作用，所以不具有电中和作用，仅有卷扫 聚集作用，这比吸附架桥作用和电中和作用同时存 除浊串（％） ９８．７ ９８．８ ９９．０４ ９８．５６ 在要差的多，因而混凝效果较差。在聚硅酸中引入 由表２可知；温度为６Ｏ℃时，混凝效果最佳，因 少量 ＂之后，ＰＡＳＳ电中和能力较弱，混凝效果也 此选用活化温度６０℃。 不好。只有Ａ１３ 含量适宜时，由于 水解后带正 ２．１．３活化时间对产品性能影响 电的多元羟基络合物的静电中和作用使悬浮物脱稳 ６Ｏ℃条件下，配成Ｓｉ／ＡＩ为ｌ的聚硅硫酸铝絮 之后，聚硅酸卷扫聚集和吸附架桥作用才能得以充 凝剂，活化时间分别为３Ｏ，４５，６Ｏ，９０，１２０，１８０，２１０， 分发挥，从而使ＰＡＳＳ混凝效果增强。由此可见， ２４０ｍｉｎ，含铝量为０．１ｍｌ／Ｌ溶液１００ｍｌ，以投药量均 聚硅酸卷扫聚集和吸附架桥作用必须以 水解 为ｌｍｌ进行混凝实验。所得结果如表３所示。 后产物的电中和作用为前提，否则聚硅酸的良好絮 裹３活化时问对活性硅麓土混凝效果影响 凝作用就难以发挥。 活化时问（ｍ＇岫） ３０ ４５ ６０ ９０ １２０ １５０ １８Ｏ ２１０ ２４０ 浊度（度） ８．５ ８．０ ３．８ ４．１ ４．７ ５．９ ６．２ ７．１ ８．２ ３ 结 论 除浊事（％） ９８．３ ９８．４ ９９．２ ９９．２ ９９．１ ９８．８ ９８，８ ９８．６ ９８．４ 制备聚硅硫酸铝的最佳条件为：活化温度为 由表３可知，活化时间为６０ｍｉｎ时混凝效果最 ６Ｏ℃，活化时间为６Ｏ分钟，Ｓｉ／ＡＪ摩尔比为１／１，所 佳。 的产品混凝效果最佳。其混凝效果比单纯用聚硅酸 ２．２铝含量对聚硅硫酸铝混凝性能的影响 或聚合氯化铝相比，表现出更优越的除浊能力，是一 将Ｓｉ含量为０．１ｍｏｌ／Ｌ相同而改变 含量的 种很有发展前途的混凝剂。 一组混凝剂进行混凝实验。不同Ｓｉ／ＡＩ摩尔比的 ＰＡＳＳ混凝效果，即沉降过程中水样的吸光度随时 参考文献： 间变化趋势。ＰＡＳＳ混凝效果见表４。 【１］李明玉。陈伟红，唐启红．李桂敏．聚硅硫酸铝的混凝性能研究 寰４ Ａ１含量对ＰＡＳＳ涯凝性能影响 ［Ｊ】．水处理技术．２００１，２７（４）：２０７—２０９． Ｓｉ／ＡＩ摩尔比 ０ ｒａｉｎ ５ ｒａｉｎ １０ｍｉｎ １５ｍｉｎ ２０ ｒａｉｎ ［２］岳钦艳，高保玉，Ｈ．Ｈ．Ｈａｈｎ，Ｅ．Ｈｏｆｆｍａｎｎ．聚硅氯化铝（ＰＡＳｉＣ） 混凝剂的特性及絮凝动态过程【ｊ］．中国环境科学，２００２，２２（３）： １／ｏ ０．１６１ ０．１７０ ０．１５９ ０．１５３ ０．１６１ ２２７—２３０． １／０．５ ０．１５１ ０．１５５ ０．１５２ ０．１５１ ０．１５２ 【３】马晓欧．康思琦．房金刚．新型混凝剂台硼聚硅酸氯化铁的应用 １／１ ０．１２９ ０．１０１ ０．１Ｏ１ Ｏ．Ｏ９ｏ Ｏ．ｏ９９ 性能研究【ｊ］．精细化工，２００２，１９（２）：７４—７５． １／２ ０．１３３ ０．１２２ ０．１２０ ０．１１５ ０．１１０ ［４］刘秉涛．多功能净水剂的制备及吸附性能研究［Ｊ］．化学世界． ２００１。（９）：４５３—４５５． 由表可知，单纯聚硅酸混凝效果较差。这是因 【５］孙向东，芏云样。常同胜．聚硅硫酸铁的合成及性能研究【ｊ】．工 为聚硅酸属于阴离子型絮凝剂。其絮凝作用仅靠分 业水处理，２００１，２１（１）：２０—２１，２５． （上接第５３页） 面上接触角的滞后性Ｉ：接触角测试技术．应用基础与工程科学 ５ 结束语 学报（ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＢＡＳＩＣ ＳＣＩＥＮＣＥ ＡＮＤ ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ） ［Ｊ］．２００３，Ｕ（２）：１７４ １８０ 铝基复合材料是具有广阔发展前途的一种复合 ［２］Ｎ．Ｓｈａｏ，Ｊ．Ｗ．Ｄａｉ，Ｇ．Ｙ．Ｌｉ。Ｈ．Ｎａｋａｅ．Ｔ．Ｈａｎｅ。Ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ Ｌａ 材料，而铝对不少材料的润湿性不好也了它的 Ｏｎ ｔｈｅ ｗｃｔｔａｂｉｔｉＷ ０ｆ ＡＩ２０３ ｂｙ ｍｏｌｔｅｎ ａｌｕｍｉｎｕｍ．Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ 使用，因此研究铝液的润湿性具有重要的理论意义 ［Ｊ】．２００４（５８）：２０４１—２０４４． ［３］Ｈｓｉｎｅ—Ｎａｎ Ｈｏ。Ｓｈｉｎｎ—Ｔｙａｎ Ｗｕ．Ｔｈｅ ｗｅｔｔａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｍｏｌｔｅｎ ｌａｕ－ 和应用价值。本文介绍了国内外学者关于铝液润湿 ｍｉｎｕｍ ｏｎ ｓｉｎｔｅｒｅｄ ｌａｕｍｉｎｕｍ ｎｌｔｒｉｄｅ ｓｕｂｓｔｒａｔｅ ＭａｔｅｒｉＭｓ Ｓｃｉｎｅｃｅ ａｎｄ 性方面的一些研究和进展，介绍了测试原理和测试 Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ［Ｊ］．１９９８（Ａ２４８）：１２０～１２４． 方法。相信随着铝液润湿性能研究的进展，铝基复 ［４］Ｓ．Ｗ．Ｉｐ．Ｒ．Ｓｆｉｄｈａｒ。Ｊ．Ｍ．Ｔｏｇｕｒｉ．Ｔ．Ｆ．Ｓｔｅｐｈｅｎｓｃ￣，ＡｔＥ－Ｍ・ Ｗｅｍｅｒ．Ｗｅｔｍｂｉｌｉｔｙ。ｆ ｎｉｃｋｅｌ ｃｏａｔｅｄ ｇｒａｐｈｉｔｅ ｂｙ ａｈａｎｉｍｒｎ．Ｍａｔｅｒｉａｌｓ 合材料将在朱来大放异彩。 Ｓｃｉｎｅｃｅ ａｎｄ＆曲ｅ ｆｌｇ［Ｊ］．１９９８（Ａ２４４）：３１～３８． ［５】Ｖ．Ｌａｕｒｅｎｔ，Ｄ．Ｃｈａｔａｉｎ。Ｃ．Ｃｈａｔｉｌｌｏｎ．Ｎ．Ｅｕｓｔａｔｈｏｐｏｕｌｏｓ．Ａｃｔａ 参考文献： Ｍｅｔａｌ［．Ｍａｔｅｒ［Ｊ］．１９８８（３６）：１７９７ ［６］Ｈ．Ｆｕｊｉｉ．Ｈ．Ｎａｋａｅ．Ｋ．Ｏｋａｄａ．Ａｃｔａ Ｍｅｔａｌ１．Ｍａｔｅｒ［Ｊ］．１９９３ ［１］主晓东。彭晓峰。陆建峰．主补宜．接触角测试技术及粗糙表 （４１）：２６９３～２６９４
