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基本信息

項(xiàng)目名稱：
PSPAFC中鐵鋁共聚物的形態(tài)分布及其絮凝性能研究
小類(lèi)：
能源化工
簡(jiǎn)介：
通過(guò)對(duì)經(jīng)典的的Ferron逐時(shí)絡(luò)合比色法進(jìn)行改進(jìn)，建立起一種能同時(shí)測(cè)定無(wú)機(jī)復(fù)合高分子絮凝劑中Fe、Al的方法，使其能用于PSPAFC中Fe/Al共聚物形態(tài)分布的測(cè)定。通過(guò)測(cè)定PSPAFC中Fe/Al共聚物的形態(tài)分布，確定PSPAFC中nAl/nFe、nSiO2/n[Al,Fe]、nP/n[Al,Fe]的最佳比例，并通過(guò)廢水處理實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證形態(tài)分析法所得出的結(jié)論。
詳細(xì)介紹：
PSPAFC中鐵鋁共聚物的形態(tài)分布及其絮凝性能研究通過(guò)改進(jìn)經(jīng)典的Ferron逐時(shí)絡(luò)合比色法，使其能同時(shí)測(cè)定無(wú)機(jī)高分子復(fù)合絮凝劑中Fe和Al的含量，從而分析出[Fe,Al]的三種形態(tài)分布。對(duì)于含Al、Fe復(fù)合型無(wú)機(jī)高分子絮凝劑，利用Ferron與鐵鋁水解態(tài)絡(luò)合反應(yīng)的差異可將水解鐵鋁溶液中鐵鋁共聚物的形態(tài)（以[Fe,Al]表示）劃分為3類(lèi)，不同形態(tài)所起的絮凝作用是不同的，其中[Fe,Al](b)的含量越高越有利于絮凝作用。本實(shí)驗(yàn)擬通過(guò)Ferron與金屬逐時(shí)絡(luò)合法來(lái)測(cè)定實(shí)驗(yàn)室新研制的一種新型絮凝劑聚硅磷氯化鋁鐵（PSPAFC）中多金屬（鐵鋁）的形態(tài)分布，以期為后續(xù)的PSPAFC的絮凝機(jī)理及性能研究提供參考。利用該方法測(cè)定按不同nSiO2/n[Fe,Al]、nAl/nFe、nP/n[Fe,Al]比例制備的新型無(wú)機(jī)高分子絮凝劑PSPAFC中[Fe,Al]的形態(tài)分布，經(jīng)過(guò)多次實(shí)驗(yàn)所得的結(jié)果表明，不同的PSPAFC中鐵鋁形態(tài)分布存在明顯的差異，當(dāng)三者比例分別為2:1、7:3和3:20時(shí)，[Fe, Al](b)形態(tài)的含量最高，說(shuō)明此時(shí)絮凝效果最好。此后以模擬廢水進(jìn)行廢水處理效果試驗(yàn)，其結(jié)果與上述改進(jìn)的形態(tài)分析法所獲得的結(jié)果完全一致，說(shuō)明該測(cè)定方法的結(jié)果是準(zhǔn)確可靠的。

作品圖片

  • PSPAFC中鐵鋁共聚物的形態(tài)分布及其絮凝性能研究
  • PSPAFC中鐵鋁共聚物的形態(tài)分布及其絮凝性能研究
  • PSPAFC中鐵鋁共聚物的形態(tài)分布及其絮凝性能研究

作品專業(yè)信息

撰寫(xiě)目的和基本思路

目的:（1）建立一種能測(cè)定含鐵鋁的無(wú)機(jī)復(fù)合高分子絮凝劑中鐵鋁共聚物的方法。（2）驗(yàn)證該方法后指導(dǎo)新型絮凝劑聚硅磷氯化鋁鐵（PSPAFC）的配置。基本思路:首先建立一種能同時(shí)測(cè)定絮凝劑中Al、Fe的方法，用于PSPAFC中[Fe，Al]形態(tài)分布的測(cè)定，并推測(cè)其絮凝效果。通過(guò)測(cè)定PSPAFC中Fe/Al共聚物的形態(tài)分布，確定PSPAFC的最佳配制比例，并通過(guò)廢水處理實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證形態(tài)分析法所得出的結(jié)論。

科學(xué)性、先進(jìn)性及獨(dú)特之處

科學(xué)性:該作品通過(guò)實(shí)驗(yàn)證實(shí)了對(duì)Ferron逐時(shí)絡(luò)合比色法進(jìn)行的改進(jìn)是有效的，即測(cè)定鐵鋁共存溶液時(shí)，吸光度只與鐵鋁的總量有關(guān)，而與鐵鋁的比例無(wú)關(guān)。 先進(jìn)性及獨(dú)特之處:通過(guò)改進(jìn)Ferron逐時(shí)絡(luò)合比色法，建立了能測(cè)定復(fù)合高分子絮凝劑中含多金屬聚合物含量的方法。利用該方法對(duì)新型絮凝劑PSPAFC中[Fe，Al]的形態(tài)分布進(jìn)行了測(cè)定，并和模擬廢水的結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，驗(yàn)證了該方法是準(zhǔn)確且有效的。

應(yīng)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義

（1）建立了一種能用于Fe/Al共聚物形態(tài)分布測(cè)定的方法，可為含F(xiàn)e、Al的無(wú)機(jī)復(fù)合高分子絮凝劑中金屬形態(tài)的分布提供方法； （2）通過(guò)測(cè)定絮凝劑PSPAFC中Fe/Al共聚物形態(tài)分布，可推測(cè)出其絮凝性能，從而獲得該絮凝劑的最佳配比，指導(dǎo)該絮凝劑的研制； （3）結(jié)合絮凝劑的絮凝效果和形態(tài)分析結(jié)果，可從理論上指導(dǎo)無(wú)機(jī)高分子絮凝劑的開(kāi)發(fā)，促進(jìn)無(wú)機(jī)高分子絮凝劑向更高的方向發(fā)展。

學(xué)術(shù)論文摘要

改進(jìn)了經(jīng)典的Ferron逐時(shí)絡(luò)合比色法，使其能同時(shí)測(cè)定無(wú)機(jī)高分子復(fù)合絮凝劑中Fe和Al的含量，從而分析出[Fe,Al]的三種形態(tài)分布。利用該方法測(cè)定按不同nSiO2/n[Fe,Al]、nAl/nFe、nP/n[Fe,Al]比例制備的新型無(wú)機(jī)高分子絮凝劑PSPAFC中[Fe,Al]的形態(tài)分布，結(jié)果表明，不同的PSPAFC中鐵鋁形態(tài)分布存在明顯的差異，當(dāng)三者比例分別為2:1、7:3和3:20時(shí)，[Fe, Al](b)形態(tài)的含量最高，說(shuō)明此時(shí)絮凝效果最好。以模擬廢水進(jìn)行廢水處理效果試驗(yàn)，其結(jié)果與上述改進(jìn)的形態(tài)分析法所獲得的結(jié)果完全一致，說(shuō)明該測(cè)定方法的結(jié)果是準(zhǔn)確可靠的。

獲獎(jiǎng)情況

無(wú)

鑒定結(jié)果

國(guó)內(nèi)外對(duì)同時(shí)測(cè)定含鐵鋁的無(wú)機(jī)復(fù)合高分子絮凝劑的溶液中Fe/Al共聚物的方法鮮見(jiàn)報(bào)道。

參考文獻(xiàn)

[1]Gao B Y,Wang Y,Yue Q Y.The chemical species distribution of aluminum in composite flocculants prepared from polyaluminum chloride (PAC) and polydimethyl-diallylammonium chloride(PDMDAAC) [J].Acta Hydrochimica Et Hydrobiologica , 2005 ,33：365-371 [2]王趁義，張彩華，畢樹(shù)平等。Al-Ferron 逐時(shí)絡(luò)合比色光度法測(cè)定聚合鋁溶液中Ala,Alb和Alc三種鋁形態(tài)的時(shí)間界限研究[J].光譜學(xué)和光譜分析, 2006, 25 (2):252-256 [3]李梅,曾凱,趙煒.聚鐵鹽形態(tài)分析方法研究進(jìn)展[J].貴州大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2007,24(4):426-428 [4]高寶玉,王炳建.岳欽艷.聚合硅酸鐵鋁絮凝劑中鐵的形態(tài)分布與轉(zhuǎn)化[J].環(huán)境科學(xué)研究，2002,15（1）:13-16 [5]高寶玉,岳欽艷.聚硅氯化鋁的形態(tài)分布及轉(zhuǎn)化規(guī)律[J].環(huán)境化學(xué),2000,19(1):1-6 [6]趙華章,彭鳳仙,欒兆坤,等.以TEOS為硅源的聚硅氯化鋁中鋁及硅形態(tài)分布[J].環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào),2004,24(2)：215-219 [7]彭建雄,薛安,趙華章等.以Al-Ferron 逐時(shí)絡(luò)合比色法研究有機(jī)硅鋁復(fù)合絮凝劑中鋁的形態(tài)分布[J].環(huán)境科學(xué)，2008,29(9):2513-2517 [8]涂傳青,徐國(guó)勛,馬魯銘等.Ferron 逐時(shí)絡(luò)合比色法的改進(jìn)實(shí)驗(yàn)研究[J].上海理工大學(xué)學(xué)報(bào),2004,26(2):146-150

同類(lèi)課題研究水平概述

作為水解中間產(chǎn)物的鋁鐵的多羥基絡(luò)合物，其水解形態(tài)的鑒定方法有：化學(xué)分析法、電位滴定法、電位分析法、PH值測(cè)定、超濾、電鏡、光散射、紅外光譜等。 Al-Ferron 逐時(shí)絡(luò)合比色方法利用顯色劑Ferron與鋁水解態(tài)絡(luò)合反應(yīng)的差異可將水解鋁溶液中的各種鋁形態(tài)劃分為3類(lèi)，即:Ala (單體形態(tài))、Alb (中等聚合形態(tài))、Alc (水解聚合大分子或溶膠聚合物)。Murphy 等將Ferron 比色法引入水解Fe(Ⅲ) 溶液形態(tài)進(jìn)行分析。根據(jù)鐵的不同水解形態(tài)與Ferron 試劑反應(yīng)速率的差別,定量地將F(Ⅲ) 劃分為Fea 、Feb 和Fec 三類(lèi)。Fec 主要以自由離子、各級(jí)單核羥基絡(luò)合物或低聚體形式存在；Feb是Fea向Fec轉(zhuǎn)變的過(guò)渡態(tài)，分子量較低，是一系列多核羥基絡(luò)合物，也被稱為低聚合度無(wú)機(jī)高分子，并且形態(tài)不穩(wěn)定。未與Ferron 反應(yīng)的為Fec，以高聚合態(tài)或沉淀物形式存在。 這些方法都不能同時(shí)測(cè)定某種絮凝劑中Al、Fe形態(tài)分布。上述各種方法都有其特點(diǎn)及局限性，目前，即使把這些方法綜合運(yùn)用，也還不能完全徹底地解決絮凝劑中鋁、鐵形態(tài)鑒定問(wèn)題。這在一定程度上制約著復(fù)合絮凝劑作用機(jī)理的深入研究和制作工藝的改進(jìn)。與此同時(shí)，對(duì)絮凝劑在混凝過(guò)程中可能產(chǎn)生的瞬時(shí)形態(tài)轉(zhuǎn)化的鑒定也是迫切需要解決的問(wèn)題。本作品在前人的研究基礎(chǔ)上，通過(guò)對(duì)Ferron 逐時(shí)絡(luò)合比色法進(jìn)行改進(jìn)，使其能用于含鐵鋁的無(wú)機(jī)復(fù)合高分子絮凝劑的溶液中鐵鋁共聚物的測(cè)定，從而解決了含多金屬的復(fù)合絮凝劑的溶液中多金屬的形態(tài)分布的問(wèn)題。
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