關(guān)于聚合氯化鋁科學的合成的知識介紹@-12

關(guān)于聚合氯化鋁科學的合成的知識介紹
 
鞏義東方環(huán)保科技有限公司今天介紹通過電化學法的方式對聚合氯化鋁進行合成。這是現(xiàn)在最常用的，科學的方便的合成方式。下面鞏義東方環(huán)保會幫助大家介紹一下關(guān)于聚合氯化鋁的詳細的合成方式以及其相關(guān)的合成方法和未來的發(fā)展趨勢。現(xiàn)在的科學家研究表明，Al13或Alb(化學式為Al13O4(OH)247+形態(tài)是PAC中最有效的形態(tài)表現(xiàn)，同時現(xiàn)在所采用有效的方法獲得高含量的Alb。形態(tài)聚合物已成為PAC研究與制備的主要目標。而電化學法是一種有效的方法。以氯化鋁為原料利用電化學合成PAC可采用2種方法：一種是采用可溶解性鋁陽極電解法；另一種是采用惰性電極的電滲析法。

    1)電解法

    Paul M Bertsc研究表明，Al(OH)4-是生成Alb形態(tài)的前驅(qū)物，而電解法能克服化學法制備過程中產(chǎn)生Al(OH)4-相斥不易聚合成A1b。形態(tài)的缺點。采用電解法可以制備出高堿化度、高A1b含量、性能穩(wěn)定的聚合氯化鋁產(chǎn)品。

    在特定的電解槽中，以氯化鋁溶液作電解液，金屬鋁作陽極，通直流電解。控制一定條件使陽極鋁逐漸溶解，而不析出氧氣或氯氣，陰極氫不斷析出，而不沉淀出鋁，從而創(chuàng)造出有利于如下反應(yīng)進行的條件：

    Al＋H2O＋AlC13 →Alm(OH)nC13m-n＋H2 ↑

    Alm(OH)nC13m-n繼續(xù)水解為Al(OH)3。因此，通過控制適當?shù)碾姌O條件和溶液化學條件，即可控制鋁溶出和OH-生成的速度，進而控制如下鋁離子的水解-聚合-沉淀過程：

    Al3+ →Ala →Alb →Alc→Al(OH)3↓

    為生成所需要的含最佳絮凝形態(tài)的聚合鋁，應(yīng)使其最大限度地停留在A1b(Al13)階段。

    2)電滲析法

    路光杰等利用兩張陰離子交換(異相)膜將電解槽分隔成3個室，分別是陽極室、反應(yīng)室和陰極室。根據(jù)預(yù)制的產(chǎn)品鋁含量和堿化度，將一定濃度的三氯化鋁溶液加入到電解槽的反應(yīng)室內(nèi)。陽極室內(nèi)為三氯化鋁溶液或硫酸鈉溶液，陰極室內(nèi)為氫氧化鈉溶液。石墨板(或鈦釘網(wǎng))等惰性電極為陽極，多孔鐵板(或鉑板)等為陰極。

    電化學反應(yīng)的原理：

    陽極室反應(yīng)：

    C1-－e→1/2C12↑

    陰極室反應(yīng)：

    H2O＋e-----OH-+1/2H2↑

    反應(yīng)室內(nèi)的化學反應(yīng)：

    nOH＋mAlCl3 Alm(OH)nC13m-n ＋nCl-

    反應(yīng)發(fā)生時，在直流電場的作用下，陰極室內(nèi)的陰離子(OH-)透過陰離子交換膜向陽極方向作遷移進入反應(yīng)室與A13+溶液發(fā)生中和反應(yīng)，從而生成PAC的水溶液，與此同時，反應(yīng)室內(nèi)的部分Cl-在正電場的作用下向陽極室遷移。在上述電遷移過程中，由于電解槽采用兩張陰離子交換膜，這種膜的特點是只允許陰離子選擇性透過，而不允許陽離子透過，所以陽極室和反應(yīng)室內(nèi)陽離子(如Na+或Al3+)都不會透過陰離子交換膜而進入相鄰的反應(yīng)室或陰極室內(nèi)。在整個反應(yīng)系統(tǒng)中，形成了一條只有陰離子遷移的通路。

    2.4.3 熱分解法

    加熱條件下，A1C13，分解進行到底可生成Al2O3和HCl。如控制熱分解進程，可得到介于A1C13和A12O3之間的一系列中間產(chǎn)物，即不同鹽基度的PAC。其熱分解可看作是在加熱條件下配位水發(fā)生的水解反應(yīng)，反應(yīng)式如下：

    [A1(H2O)6]Cl13→A1(H2O)5(OH)Cl2＋HCl

    A1(H2O)5(OH)Cl2→[A1(H2O)4(OH)2]Cl＋HCl

    [A1(H2O)4(OH)2]Cl→[A1(H2O)3(OH)3]＋HCl

    2[A1(H2O)3(OH)3]→Al2O3+9H2O

    此法又可分為濕式和干式。濕式受分解溫度限制，成品的鹽基度一般較低，效率也低。干式用結(jié)晶A1C13熱分解，可得任意鹽基度的產(chǎn)品，克服了濕式法的不足，但產(chǎn)品溶解性差。

    3 PAC的發(fā)展趨勢

    PAC以其優(yōu)良的性能、寬適用范圍、低成本而得到廣泛地應(yīng)用。在使用中，單一藥劑的使用往往受到一些制約，不同的藥劑具有各異的優(yōu)良性能。為了取長補短，人們對PAC作了許多改進研究。第一，在PAC生產(chǎn)中引入一種或更多的陽離子及陰離子，在一定程度上改變其形態(tài)結(jié)構(gòu)分布。第二，根據(jù)協(xié)同增效原理，將PAC與一種或更多的其他化合物復合，制得一類新型高效混凝劑。第三，聚合鋁鹽——有機高分子復配體系用于水處理，大有方興未艾之勢，共聚生成的新型高聚物兼具無機、有機高分子絮凝劑的特點，既具有中和電荷作用，又具有長鏈大分子強烈的拖拉、網(wǎng)捕作用，從而成為新生代的高效混凝劑。這是PAC領(lǐng)域內(nèi)的重要課題之一。鞏義市東方凈水材料有限公司，是繼鞏義市東方給排水材料廠的基礎(chǔ)上改制的新型股份制企業(yè)。二十多年來公司本著“追求品質(zhì)；盡善盡美”的企業(yè)經(jīng)營理念，不斷開發(fā)聚合氯化鋁等凈水藥劑，擴大企業(yè)規(guī)模，生產(chǎn)設(shè)備一流，技術(shù)力量雄厚。產(chǎn)品已有聚合氯化鋁擴展到環(huán)保填料等六大系列，三十多個品種。質(zhì)量優(yōu)于國內(nèi)同行業(yè)之首，它適用于各種過濾器、離子交換器、無閥濾池、虹吸濾池、移動式供水設(shè)備及微濾、超濾、反滲透、游泳池、海水淡化等水處理設(shè)備，是自來水公司、污水處理廠、造紙、制藥、釀造、電力、冶金、煤氣、紡織、印染、石油、化工行業(yè)的理想產(chǎn)品，用戶遍布全國20多個省、市及出口東南亞國際市場。
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