SiO-,2-@Al-,13-核殼結(jié)構(gòu)復(fù)合材料的制備及其混凝性能.pdf

1、Al13是Al3+在強(qiáng)制水解過(guò)程中形成的具有Keggin結(jié)構(gòu)的鋁的形態(tài)，其化學(xué)式為Al13O4(OH)24(H2O)127+，由于其高電荷性質(zhì)，有利于對(duì)水體中顆粒物進(jìn)行吸附電中和，使顆粒物脫穩(wěn)、聚集、沉降，從而達(dá)到水質(zhì)凈化的目的。人們通常用Al13的含量來(lái)評(píng)價(jià)無(wú)機(jī)高分子絮凝劑PAC的質(zhì)量。
　　 本文通過(guò)微量滴堿法，制備了不同堿化度的PAC，并通過(guò)SO42-/Ba2+沉淀置換法提純了Al13，通過(guò)高嶺土模擬廢水驗(yàn)證了不同堿化度P

2、AC及Al13的混凝性能；并以此SiO2作為載體，通過(guò)靜電自組裝的方法制備了SiO2@Al13核殼結(jié)構(gòu)復(fù)合材料，討論了不同條件對(duì)復(fù)合材料制備的影響，并通過(guò)混凝實(shí)驗(yàn)對(duì)其性能進(jìn)行了驗(yàn)證，以期充分發(fā)揮顆粒粒度效應(yīng)，而提高其混凝效果，增加其應(yīng)用性。。
　　 研究?jī)?nèi)容主要包括：
　　 (1) PAC及Al13的制備及其混凝特性
　　 通過(guò)微量滴堿法制備了PAC，并通過(guò)SO42-/Ba2+沉淀置換法提純了Al13，研究了堿化

3、度對(duì)Al形態(tài)分布的影響。研究表明：對(duì)于PAC，在堿化度B=0.5～1.5時(shí)，Alb的含量較低，不到50％；隨著堿化度的升高，在B=2.0～2.5時(shí)，Alb的含量達(dá)到了60％以上。經(jīng)過(guò)提純后的Al13中，Alb的含量達(dá)到了90％以上，并且隨著堿化度的增加，形成了不同聚集度的Al13聚集體，其Ferron活性降低了，Alb的含量也降低到了60％左右。混凝實(shí)驗(yàn)表明，高堿化度的PAC電中和能力較強(qiáng)，其濁度去除效果較好；而對(duì)于Al13來(lái)說(shuō)，隨著堿

4、化度的增加，Al13聚集體的電中和能力及混凝特性都相對(duì)的降低了。
　　 (2) 單分散二氧化硅的制備和表征
　　 采用St?ber方法制備了粒徑分布均勻的亞微米級(jí)二氧化硅。研究表明：隨著加水濃度的增加，二氧化硅的平均粒徑從170nm增加到了200nm，這主要受到反應(yīng)初期不穩(wěn)定晶核數(shù)量的影響造成的；隨著氨水濃度的增加，二氧化硅的平均粒徑也增加了，這主要是受到水解反應(yīng)速率的影響；由于TEOS濃度的增加，三維網(wǎng)絡(luò)鏈的數(shù)量增加了

5、，從而也促進(jìn)了二氧化硅平均粒徑的增加。通過(guò)優(yōu)化調(diào)控各種因素，可以制備出所需粒度的均勻的SiO2球形顆粒。所制備的二氧化硅表面孔多為介孔分布，在pH=4～9時(shí)，二氧化硅表面呈負(fù)電性。
　　 (3) SiO2@Al13核殼結(jié)構(gòu)材料的制備及混凝特性
　　 通過(guò)靜電自組裝的方法制備了SiO2@Al13核殼結(jié)構(gòu)材料。研究表明：隨著Al/Si的增加，Al13在二氧化硅表面的負(fù)載量不斷增加，當(dāng)Al/Si>1:1時(shí)，Al13在二氧化硅表