多年來,國內外在無機高分子鋁鹽絮凝劑方面做了大量的研究,關于無機高分子鋁鹽絮凝劑的優(yōu)勢形態(tài)和較佳形態(tài),國內外已有較好的研究結果,在指導無機高分子鋁鹽絮凝劑的制備和應用中曾起了重要作用。
同無機高分子鋁鹽絮凝劑相比,關于聚合鐵的形態(tài)學研究,遠不及聚鋁成熟。目前還不能確定聚合硫酸鐵絮凝劑較佳絮凝形態(tài),關于聚合硫酸鐵的形態(tài)轉化和作用機理還知之甚少?,F(xiàn)行的用于鑒定和分析聚合鋁形態(tài)種類及其分布主要儀器方法為核磁共振法。而對于聚合鐵,因為Fe3+的順磁性,核碰共振法難以用于聚合硫酸鐵的形態(tài)研究。因此,在研究聚合硫酸鐵形態(tài)以及形態(tài)與絮凝效果關系時,在方法上急待創(chuàng)新。
當前,國內外主流絮凝劑為無機高分子鋁系絮凝劑,而Al3+的環(huán)境問題日益突出,如老年癡呆癥就與鋁鹽絮凝劑的廣泛使用有很大關系。絮凝劑的研究應該向著高效低耗、安全無害、無二次污染方向發(fā)展。同鋁系無機高分子絮凝劑相比,鐵系無機高分子絮凝劑具有安全無害、無二次污染且高效低耗的優(yōu)點,成為絮凝劑研究領域的熱點。例如,已報道的聚合硫酸鐵絮凝劑有聚合硫酸鐵(PFS)、聚合氯化鐵(PFC)、聚合磷酸鐵(PFP)、聚合氯化鋁鐵(PAFC)、聚合硫酸鋁鐵(PAFS)、聚合硅酸硫酸鐵(PFSS)等,這些報道主要集中在制備研究領域。
近年來研究的各種聚合硫酸鐵類無機高分子絮凝劑,都是預先制備成一定的水解中間絡合產(chǎn)物。由于制備條件和產(chǎn)物的不同,它們含有不同的形態(tài)組分,這將影響到絮凝效果和絮凝反應機理。研究聚合硫酸鐵絮凝劑形態(tài)分布,是推動聚合硫酸鐵絮凝科學與技術向前發(fā)展、制備優(yōu)良聚合硫酸鐵絮凝劑的途徑之一。研究聚與技術向前發(fā)展、制備優(yōu)良聚合硫酸鐵絮凝劑的途徑之一。研究聚鐵絮凝劑的優(yōu)勢絮凝形態(tài)和較佳絮凝形態(tài),揭示聚合硫酸鐵絮凝劑結構形態(tài)與絮凝效果之間的內存規(guī)律與作用本質,既可指導制備高效低耗、性能穩(wěn)定的無機高分子聚合硫酸鐵絮凝劑,又可豐富和發(fā)展新的絮凝理論,為制備高技低耗、性能穩(wěn)定、安全無害、無二次污染的無機高分子聚合硫酸鐵絮凝劑提供理論基礎,有利于發(fā)展制備綠色高效聚合硫酸鐵絮凝劑的新方法及新技術,可為其在水污染控制中的廣泛應用創(chuàng)造條件,有利于實現(xiàn)絮凝過程的高效化無害化。
本文研究了利用紫外可見光譜研究聚合硫酸鐵絮凝劑的優(yōu)勢絮凝形態(tài),較佳形態(tài)以及聚集形態(tài)與絮凝效果之間的關系。作為絮凝劑的優(yōu)勢形態(tài)研究的新方法,新技術的探索,本研究具有重要的實際應用意義。
1實驗部分
1.1主要儀器和試劑
TU-1810紫外一可見分光光度計,DR/890光度計;DELTA320pH計,AL104型電子天平,ZR4-6混凝試驗攪拌機,DF-Ⅱ型集熱式磁力攪拌器,硫酸鐵,模擬廢水。
1.2實驗方法
聚合硫酸鐵絮凝劑的制備:取一定量的硫酸鐵用去離子水進行溶解,制得含鐵量為3mol.L-1的硫酸鐵溶液,熟化24h,量取一定體積的聚合硫酸鐵溶液,邊攪拌邊緩慢滴加一定濃度的氫氧化鈉溶液,定容,制得不同pH值的含鐵量為0.5mol.L-1聚合硫酸鐵絮凝劑。
用TU-1810紫外一可見分光光度計,對不同pH值的含鐵量為0.5mol.L-1聚合硫酸鐵絮凝劑分別進行吸收光譜掃描,再將這些絮凝劑按一定用量分別投加到模擬廢水中,利用分光光度法測濁度,利用DR/890光度計進行色度測定。
本文利用紫外可見吸收光譜研究了聚合硫酸鐵絮凝劑的絮凝形態(tài)和性能,可得出以下結論。
(l)當pH值在1.0-2.5范圍內,隨著pH升高,在200-1100nm范圍內所有峰的吸收值均增加;當pH大于2.5時,隨著pH上升,在200-1100nm處所有峰的吸收值并不總是增加,有些波段光譜吸收值反而下降,甚至明顯下降。例如,當pH值升高到2.7時,在200-335nm處,光譜吸收值下降,其光譜曲線出現(xiàn)不同程度的回落;在335-400nm處,光譜吸收值再上升,其光譜曲線相繼很過pH2.0和pH2.5的光譜曲線。
(2)在pH值為2.0時,絮凝效果較好;在pH值為1.5-2.0之間和2.0-2.3之間也有較好的絮凝效果;當pH高丁2.5后,絮凝效果明顯降低。
(3)在200-400nm處,不同pH的聚合硫酸鐵絮凝劑的光譜曲線變化與絮凝效果有一定的對應關系。本研究對于聚合硫酸鐵類絮凝劑的優(yōu)勢絮凝形態(tài)的分析和鑒定有潛在應用前景,由于Fe3+的順磁性,現(xiàn)行的用于絮凝劑形態(tài)研究的核磁共振法難以用于聚合硫酸鐵的形態(tài)研究,本文探索利用紫外可見光譜法研究聚合硫酸鐵絮凝劑的優(yōu)勢絮凝形態(tài)的分析和鑒定,具有重要的實際意義。
源潤產(chǎn)品
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