聚硅酸盐无机高分子絮凝剂的制备及性能研究

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1、合肥工业大学硕士学位论文聚硅酸盐无机高分子絮凝剂的制备及性能研究姓名：王靖宇申请学位级别：硕士专业：化学工艺指导教师：于少明20050501聚硅酸盐无机高分子絮凝剂的制备及性能研究摘要本文以硅酸、硫酸铁及硫酸铝等为原料，采用复合共聚法制备了聚硅硫酸铁(PFSS)、聚硅硫酸铝(PASS)及聚硅硫酸铁铝(PFASS)等无机高分子絮凝剂。研究了铁(铝)硅比、酸化pH值、酸化温度、硫酸铁(铝)浓度及搅拌速度等对絮凝性能的影响；采用均匀没计法确定了因素影响的显著性及其最佳：[艺条件，并制备出高浓度的絮凝剂产品(金属离子浓度大于1mol·L“)。用本实验制得的三种絮凝剂处理巢湖原水．其

2、剩余浊度均在2NTU以下。利用Ferron试剂法对所得絮凝剂的形态进行了研究。研究结果表明，絮凝荆产品中存在单体、中等聚合及高聚合的金属离子。产品的絮凝效果与其中中等聚合态铁、铝(Fe(b)、A1(b)或Fe+AI(b))浓度有关，且随其浓度的增加，样品的絮凝效果提高。运用FTIR、XRD等测试手段对其结构形态进行了研究。FTIR研究结果表明，絮凝剂产品中有Fe．O—si或Al—O—si键存在，说明铁或铝与硅形成了聚合物；XRD分析结果表明，PFSS为无定型态，在絮凝过程中起主要作用。产品稳定性实验结果表明，聚硅硫酸盐系列产品一般较稳定，其中PFSS在室温下可稳定30天以上

3、、PASS可稳定15～30天、PFASS可稳定60天以上。关键词：水处理；絮凝剂：聚硅硫酸盐；复合共聚：均匀设计StudyoftheSynthesisandCharacterizationofPoly-SilicateInorganicPolymericFiocculantsAbstractInorganicpolymericflocculants(IPF)ofpoly—ferric—sulfate—silicate(PFSS)，Poly．aluminum—sulfate·silicate(PASS)andpoly-ferric—aluminum—sulfate-silic

4、ate(PFASS)werepreparedusingsilicicacid．ferriCsulfateandaluminumsulfate．TheFe／Siratio，ferricsulfate(oraluminumsulfate)concentrations，acidificationtemperatures，andpHvalueswerestudiedusinguniformdesign．Themostprominentinfluencingfactorsandtheoptimumpreparationconditionswereobtainedrespectivel

5、y．Andtheflocculantswithhighmetalionconcentrationswereprepared．ThedistributionsofmetaIionspeciesoftheflocculantswerestudiedbythetimedcolorimetricmethodwithferronreagent．ItwasshownthatthekeyparameteroftheflocculatingeffectsweretheconcentrationofFe(b)(orAt(b)orFe+Al(b))inthesamples，andastrong

6、erflocculatingeffectwouldbeachievedwhenincreasingtheconcentrationofFe(b)(orAl(b)orFe+Al(b))．ThechemicalstructuresoftheflocculantswerealsostudiedindetailbyFTIRandXRDanalysis．FromtheFTIRanalysis，theFe一0一Si(AI-0一Si)bondsexistedinthesamplesindicatingthatFe3+(A13+、wereintroducedintothepoly-sili

7、catematrixandformedthepolymers．XRDanalysisrevealedthatthesepolymerswereamorphousandplayedamainroleintheprocessofflocculation．Itwasshowedthatthepoly-Silicate-·sulfateflocculantsweremoresteadythanthePoly—Silicate—ChlorideFlocculatus．Generally,PFSScanexistmoretha