專利名稱：一種復(fù)合聚硅氯化鋁及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于無機復(fù)合高分子絮凝劑的制備技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種復(fù)合聚硅氯化 鋁及其制備方法。具體地說，該方法涉及一種納米型無機復(fù)合高分子絮凝劑的制備技術(shù)， 對傳統(tǒng)的聚合氯化鋁進行高溫熟化，并復(fù)合了活性硅溶膠。該產(chǎn)品含有較高含量的納米鋁 三十以及硅溶膠，具優(yōu)異的混凝效果，可廣泛應(yīng)用于飲用水安全保障和各類污水處理領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在當(dāng)今水處理技術(shù)領(lǐng)域中，無機高分子絮凝劑是使用量很大的專用化學(xué)藥劑。與 傳統(tǒng)絮凝劑相比，它能顯著提高凈化效能，且具有用量省、沉降性能好、安全性高、適應(yīng)面廣 等優(yōu)點，因此在國內(nèi)外水處理領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用和迅速發(fā)展。其中，聚合氯化鋁(PAC)是當(dāng) 今工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)最成熟、效能最高、應(yīng)用也最為廣泛的無機高分子絮凝劑品種。一般認(rèn)為， 聚合氯化鋁中的鋁十三(Al13)形態(tài)荷電量高，電中和能力強，也有較強的吸附架橋能力，是 聚合氯化鋁絮凝劑中的最佳凝聚絮凝形態(tài)，其含量多少反映了制品的絮凝效能。最近對聚 合鋁的研究又表明，鋁三十(Al3tl)也是一種優(yōu)勢混凝形態(tài)，相對于鋁十三，具有更高的荷電 量和更大的空間尺度，但是由于其在傳統(tǒng)的聚合氯化鋁產(chǎn)品中含量極低，較難發(fā)揮作用，因 此如何提高聚合氯化鋁中Al3tl形態(tài)含量成為今后混凝劑研制的一個目標(biāo)。近二十年來，為了適應(yīng)水處理領(lǐng)域?qū)o機高分子混凝劑更加安全、高效的需要，國 內(nèi)外展開了各種高效絮凝劑的研制工作。其中研究的較多的是針對無機高分子絮凝劑的復(fù) 合、共聚等方法。為了增加無機高分子混凝劑的吸附架橋能力，還做了無機-有機復(fù)合、接 枝改性等工作，也取得了一些成效，但是投加的有機物使得混凝劑在使用過程中面臨潛在 的安全風(fēng)險、成本控制等問題。較為安全的方法是在傳統(tǒng)的制備技術(shù)中，添加一些有效的 低毒混凝組分，制成產(chǎn)品一般改變了混凝劑原有的化學(xué)組成，如鐵鋁混凝劑，硅鋁復(fù)合(復(fù) 配)混凝劑，希望所制成的產(chǎn)品能夠發(fā)揮各種有效組分的協(xié)同作用。其中硅通常以活性硅 溶膠形式發(fā)揮助凝作用，因此，將鋁三十和硅這兩者結(jié)合起來以協(xié)同電中和以及架橋作用 的混凝劑研制工作很有市場前景。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種復(fù)合聚硅氯化鋁及其制備方法。一種復(fù)合聚硅氯化鋁，其特征在于，所述復(fù)合聚硅氯化鋁中納米鋁三十的含量占 復(fù)合聚硅氯化鋁中鋁含量的摩爾比例在10% 40%之間，復(fù)合聚硅氯化鋁中硅與鋁的摩 爾比在0. 02 0.5之間；能夠發(fā)揮鋁三十的高效電中和能力，又能增強吸附架橋能力，發(fā)揮 更好的混凝效果。一種復(fù)合聚硅氯化鋁的制備方法，其特征在于，該方法是對傳統(tǒng)的聚合氯化鋁進 行高溫熟化，在熟化期間適時引入PH值7. 0的活性硅溶膠；具體步驟如下在密閉反應(yīng)釜內(nèi)進行高溫熟化，溫度控制為80 100°C之間，熟化過程持續(xù)10 48小時后，添加活性硅溶膠，控制硅與鋁的摩爾比在0. 02 0. 5之間；并繼續(xù)保溫0 40小時，，熟化過程持續(xù)攪拌使物料充分混合，總體熟化時間為10 50小時，最后室溫冷卻得
到復(fù)合聚硅氯化鋁產(chǎn)品。所述復(fù)合聚硅氯化鋁產(chǎn)品的總鋁濃度配制成0. 2 2. OM Al濃度；其中鋁三十的 含量占復(fù)合聚硅氯化鋁中鋁含量的摩爾比例在10% 40%之間。本發(fā)明的有益效果是該產(chǎn)品含有較高含量的納米鋁三十以及硅溶膠，既能夠發(fā)揮 鋁三十的高效電中和能力，又能增強吸附架橋能力，具優(yōu)異混凝性能，拓寬了混凝劑的使用 范圍。
具體實施例方式本發(fā)明提供一種復(fù)合聚硅氯化鋁及其制備方法。實施例1在密閉反應(yīng)釜內(nèi)對聚合氯化鋁進行高溫熟化，溫度控制為90°C，熟化40小時后， 添加PH值7. 0的活性硅溶膠，使聚硅氯化鋁中硅與鋁的摩爾比為0. 4，繼續(xù)高溫熟化2小 時，并攪拌使物料充分混合?？傮w熟化時間控制為42小時，最后自然冷卻到室溫取出產(chǎn)品， 其中鋁三十含量為35%，硅與鋁的摩爾比為0. 05。實施例2在密閉反應(yīng)釜內(nèi)對聚合氯化鋁進行高溫熟化，溫度控制為95°C，熟化20小時后， 按聚硅氯化鋁中硅與鋁的摩爾比為0. 2的比例添加pH值7. 0的活性硅溶膠，繼續(xù)保溫12 小時，熟化過程持續(xù)攪拌使物料充分混合。總體熟化時間為32小時，自然冷卻。最后冷卻 到室溫取出產(chǎn)品；其中鋁三十含量為25%，。實施例3在密閉反應(yīng)釜內(nèi)對聚合氯化鋁進行高溫熟化，溫度控制為80°C，熟化15小時后， 按硅與鋁的摩爾比為0. 3的比例添加pH值7. 0的活性硅溶膠，繼續(xù)保溫0. 5小時，熟化過 程持續(xù)攪拌使物料充分混合；總體熟化時間控制為15. 5小時，自然冷卻。最后冷卻到室溫 取出產(chǎn)品；其中鋁三十含量為20%。
權(quán)利要求
1.一種復(fù)合聚硅氯化鋁，其特征在于，所述復(fù)合聚硅氯化鋁中納米鋁三十的含量占復(fù) 合聚硅氯化鋁中鋁含量的摩爾比例在10% 40%之間，復(fù)合聚硅氯化鋁中硅與鋁的摩爾 比在0. 02 0. 5之間；能夠發(fā)揮鋁三十的高效電中和能力，又能增強吸附架橋能力，發(fā)揮更 好的混凝效果。
2.一種復(fù)合聚硅氯化鋁的制備方法，其特征在于，該方法是對傳統(tǒng)的聚合氯化鋁進行 高溫熟化，在熟化期間適時引入PH值7. 0的活性硅溶膠；具體步驟如下在密閉反應(yīng)釜內(nèi)進行高溫熟化，溫度控制為80 100°C之間，熟化過程持續(xù)10 48小 時后，添加活性硅溶膠，控制硅與鋁的摩爾比在0. 02 0. 5之間；并繼續(xù)保溫0 40小時， 熟化過程持續(xù)攪拌使物料充分混合，總體熟化時間為10 50小時，最后室溫冷卻得到復(fù)合 聚硅氯化鋁產(chǎn)品。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種復(fù)合聚硅氯化鋁的制備方法，其特征在于，所述復(fù)合聚硅 氯化鋁產(chǎn)品的總鋁濃度配制成0. 2 2. OM Al濃度；其中鋁三十的含量占復(fù)合聚硅氯化鋁 中鋁含量的摩爾比例在10% 40%之間。
全文摘要
本發(fā)明公開了屬于無機復(fù)合高分子絮凝劑的制備技術(shù)領(lǐng)域的一種復(fù)合聚硅氯化鋁及其制備方法。該產(chǎn)品是在對傳統(tǒng)的聚合氯化鋁進行高溫熟化，并復(fù)合了活性硅溶膠后得到。該產(chǎn)品納米鋁三十含量在10％～40％之間，硅和鋁的比例在0.02～0.5之間。產(chǎn)品能夠發(fā)揮鋁三十的高效電中和能力，又能增強吸附架橋能力，發(fā)揮更好的混凝效果，拓寬了混凝劑的使用范圍。
文檔編號C02F1/52GK102092827SQ201010568010
公開日2011年6月15日 申請日期2010年12月1日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月1日
發(fā)明者葉長青 申請人:清華大學(xué)