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题名	膜蒸馏浓缩制备高浓度纳米型聚合氯化铝
作者	郭宇杰
学位类别	博士
答辩日期	2007-06-01
授予单位	中国科学院研究生院
授予地点	北京
导师	栾兆坤
关键词	快速加碱化学合成 疏水膜蒸馏浓缩技术 高浓度纳米型PAC 制备 ε-Al13 聚合物种 高ε-Al13 含量固态PAC 疏水膜污染 Quickly base-injected Chemical synthesis Preparation of High Concentration Nanosized Polyaluminum Chloride Membrane Distillation Concentration Process ε-Al13 Species Membrane Foul
其他题名	The Preparation of High Concnetration and Nanosized Polyaluminum Chloride Sol by Membrane Distillation Concentration
学位专业	环境工程
中文摘要	本文在分析总结国内外聚合氯化铝（PAC）中纳米ε-Al13 形成机制及其分布特 征的基础上，开展了膜蒸馏浓缩制备高浓度高ε-Al13 含量PAC 的研究，系统地考 察了膜蒸馏浓缩制备工艺的影响因素和操作条件及膜蒸馏过程中膜污染致因和防 控措施。进一步研究考察了高浓度ε-Al13 的稳定特性、Alc 向Alb 形态转化的条件 与机理及最终形态转化过程。取得以下创新性研究成果： 1．采用快速加碱合成与膜蒸馏浓缩相结合工艺，首次成功地合成制备了高浓 度（AlT>2.0 mol L-1）、高Alb(>90％)、高ε-Al13（>80％）含量的PAC 溶胶，并证 实首先合成制备出低浓度(0.2 mol L-1)高ε-Al13 含量(>80%)且pH 在5.0±0.2 范围内 的PAC 溶胶，是通过低温膜蒸馏浓缩技术制备高浓度高ε-Al13 含量PAC 溶胶的先 决条件。 2．在适宜合成温度(60~70℃)条件下，化学合成过程中，快速加碱（10～80 mL min-1）有利于制备低浓度(0.2 mol L-1)高Alb 和高ε-Al13 含量(>80％)的PAC。合成 产品中总铝浓度升高，Alb 和ε-Al13 含量随之迅速降低。研究证实，直接采用化学 合成方法不能获得高浓度高ε-Al13 含量的PAC 溶胶；碱化度是控制产品中Alb 含 量和pH 的关键因素；合成制备的最佳碱化度为2.44~2.46，产品pH 则在4.8~5.2 之间；合成温度大于80 ℃以上，制品中Alc 含量升高，并有Al30 生成。 3．只有控制膜蒸馏浓缩热侧温度在70 ℃以下，采用适宜pH、ε-Al13 含量>80 ％的PAC，才能获得高浓度（AlT>2.0 mol L-1）、高Alb(>90％)、高ε-Al13（>80％） 含量的PAC。高浓度高ε-Al13 含量PAC 的Tyndall 效应明显，动态激光光散射（DSL） 测得高浓度高ε-Al13 含量PAC 溶胶的平均粒径为73.1 nm，其中百分含量最高的颗 粒粒径为27.96 nm，表明该PAC 为纳米溶胶分散体系。 4．在4 ℃下陈化过程中，高浓度纳米型聚合氯化铝溶胶中ε-Al13 和Alb 含量 相当稳定，85 天内Alb 和ε-Al13 维持在70％以上；该溶胶可以直接烘干转化生成 高ε-Al13 含量的固态聚合氯化铝；在4 ℃下密封陈化过程中，PAC 溶胶可以转化为ε-Al13 含量较高的凝胶态PAC；而且根据不同转化途径，可以制备出四配位Al 和六配位Al 比例不同的固态氧化铝。 5．考察膜污染发现，熔融法制备的PVDF 疏水性微孔膜被高浓度盐溶液污染 后， SEM 观察和EXD 能谱分析显示，污染后膜的开孔率减少，膜中C:F 比升高。 膜疏水性能下降，对离子的拦截率降低，馏出液电导率升高。采用较高流速和预 防流道中出现结晶及选择适合的膜材料，可以有效的预防膜污染的发生。
语种	中文
学科主题	水处理工程
公开日期	2010-05-25
内容类型	学位论文
源URL	[http://ir.rcees.ac.cn/handle/311016/186]
专题	生态环境研究中心_环境水质学国家重点实验室
推荐引用方式 GB/T 7714	郭宇杰. 膜蒸馏浓缩制备高浓度纳米型聚合氯化铝[D]. 北京. 中国科学院研究生院. 2007.

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