溴化鋁四單的制備和晶體結(jié)構(gòu)及幾種氯化聚鋁析晶前母液的鋁形態(tài)分析、絮凝性能研究.pdf

1、通過制備聚鋁單晶、解析其晶體結(jié)構(gòu)是聚鋁形態(tài)研究中最具說服力的研究手段。但迄今為止在眾多復(fù)雜多變的聚鋁形態(tài)中，通過單晶衍射法只解決了6～7種形態(tài)的結(jié)構(gòu)，因此，設(shè)法解決更多聚鋁形態(tài)的結(jié)構(gòu)具有重要意義。本課題組已掌握了一種直接制備單一形態(tài)聚合氯化鋁結(jié)晶的方法，但除氯化M-Al13具有良好的水溶性，已經(jīng)培養(yǎng)其單晶并得到了結(jié)構(gòu)外，其余得到的均為難溶于水的粉末，從而制約著結(jié)構(gòu)解析和絮凝性能的研究。為此本文選擇聚合溴化鋁體系，以期獲得聚鋁單晶和其結(jié)構(gòu)

2、，并能評價其絮凝性能。
　　 本文采用鋁粉調(diào)節(jié)溴化鋁溶液堿化度的方法，促使溴化鋁不斷水解及聚合，在一定原料配比、反應(yīng)溫度及結(jié)晶條件下，制得了一種溴化聚鋁鋁（Al4（OH）6（H2O）12Br6·2Al（H2O）8Br3）的單晶，并解析其結(jié)構(gòu)。其結(jié)構(gòu)既不同于以ε-K-Al13、δ-K-Al13和Al30為代表的Keggin型結(jié)構(gòu)，又不同于以M-Al13和AL8為代表的“板掛式”結(jié)構(gòu)，而是以4個鋁氧八面體共頂連成一個大四面體的四聚體

3、和八水劈裂絡(luò)鋁單體共存為特征的結(jié)構(gòu)，這種獨特的鋁氧八面體連接方式和單體鋁的配位方式以及二者在同一晶格中共存的實驗事實，對加深聚鋁形態(tài)的形成和轉(zhuǎn)化規(guī)律的認識乃至對地球環(huán)境和生物體中鋁的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律的認識具有重要意義。
　　 由于AL4（OH）6（H2O）12Br6·2Al（H2O）8Br3具有良好的水溶性，本論文以高嶺土模擬水樣為評價對象對其絮凝性能進行了研究。結(jié)果表明，無論在弱酸性、中性及弱堿性環(huán)境下均具有一定的絮凝性能，且在弱

4、堿性及中性條件下的絮凝性能比弱酸性條件下較好，但總體絮凝效果次于本課題組曾制備的M-Al13。究其原因是因為Al4（OH）6（H2O）12Br6·2Al（H2O）8Br3中存在單體[Al（H2O）8]3+，而且[Al4（OH）6（H2O）12]6+聚鋁陽離子的電荷數(shù)較少，電中和能力較弱，分子量也很小導(dǎo)致其連接架橋能力也較弱，因此其絮凝效果次于電荷量高及分子量大的M-Al13。
　　 本論文還嘗試了以相應(yīng)聚合氯化鋁析晶前的母液代替