基于钛盐的无机高分子复合絮凝剂的制备及其结构和性能研究

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1、武汉科技大学硕士学位论文第1页摘要基于新型絮凝剂聚硅硫酸钛(PTSS)的亲生物性，制备了多种基于钛盐的无机高分子复合絮凝剂(Ti．IPF)。筛选出适合工业化应用的聚硅硫酸钛铝(PTAS)和聚硅硫酸钛铁(PTFS)。通过实验得出合成PTAS和PTFS的最佳配比分别为n(Ti+A1)：n(Si)--I：3、n(Ti)：n(A1)=l：5和n(Ti+Fe)：n(Si)=l：3、n(Ti)：n(Fe)芦l：5。采用X-射线衍射、红外光谱、紫外漫反射光谱分析了PTSS、PTAS与PTFS的成键情况。分析表明：PTSS、PTAS与PTFS均具有框架钛结构(Ti．O．si)。其中，

2、PTSS是以蜀．O．Si作为骨架单元，与聚硅酸键合形成高分子分枝长链结构，分子量大。最佳配比的PTAS中的Ti4+、A13+和PTFs中的Ti4+、Fe3+分别取代si—O．Si中的si或通过金属离子水解形成的表面的羟基与聚硅酸的Si．O．Si结合，形成具有一定分子量的分枝链状结构单元，分子量较聚硅酸大。通过絮凝剂PTSS、PTAS与PTFS聚合过程中的粒度变化以及Zeta电位测定，推断出PTSS的混凝机理主要是高分子链的架桥网捕与络合物表面的羟基吸附作用。而PTAS和PTFS的混凝机理主要是吸附电中和与络合物表面的羟基吸附网捕卷扫作用，桥联网捕作用均起辅助作用。论文

3、通过对模拟江水、乳化油废水和磷化废水的混凝实验表明：模拟江水的初始pH值为5．26"--'9．32、PTFS的投加量为0．3mmol／L时，除浊率达到99．8％。乳化油废水的初始pH值为7．15，PTAS和PTFS的投加量为0．4mmoFL时，对乳化油废水的除浊率分别达到92．5％和99．8％，CODc，的去除率分别达到99．6％和99．3％。采用中和絮凝沉淀法，磷化废水的最佳pH值中和至10．18时，总磷去除率达到99．8％。关键词：聚硅硫酸钛铝；聚硅硫酸钛铁；作用机理；混凝性能第n页武汉科技大学硕士学位论文AbstractInthiswork,Accordingt

4、oanewtypeofinorganicpolymer,poly-silicietitaniumsulfate(PTSS)，avarietyofnewinorganicpolymericfloeculanttitanium-based(Ti—IPF)werepreparedbyco-polymerization．Poly-silicietitanium—aluminumsulfate(PTAS)andpoly-silieictitanium-ironsulfate(PTFS)wereselectedbyindustrialapplications，Tlleresult

5、sshowedthatwhenthemolarratioofn(Ti+A1)：n(Si)ornffi+Fc)：n(Si)equalto0．3，themolarratioofn(Ti)：n(A1)orn(Ti)：n(Fe)equalto0．2，theflocculantsPTASandPTFSwel"eoptimal．BondingmechanismofoptimalPTSS，PTAS，PTFSwasprobedbyXRD，IR，UV／Vismeasttrement．111eanalysisresultsshowsthattheframeworktitaniumstru

6、cture，Ti-O-SiWasexistedinPTSS，PTASandPTFS．11leflocculantPTSSpossessedlong-chainbranchedstructureandbigmolecularweight，whichwascomposedoftheframeworktitaniumstructureTi-O-Siandpolysilicatebonded．InthestrctureofoptimalflocculantsPTASandPTFS，thesiliconofSi．O．Siwasreplacedbymetalions，suchas

7、titaniumions，ironions，andaluminumiOIlS，orpoly-hydroxyadsorptionwhichwasformedbymetalionshydrolysis，themolecularweightWaslargerthanthepoly-silicicacid．Then，theparticlesizeinthepolymerizationprocessandtheZetapotentialoftheoptimalPTSS，PTASandPTFSwereinvestigated，therebyconjectures