制药工程专业 高分子絮凝剂的制备及其对重金属离子吸附性能的研究

1、题目： 高分子絮凝剂的制备 及其对重金属离子吸附性能的研究 摘 要目的：高分子絮凝剂处理污水中悬浮的重金属离子。工业废水排放量逐渐增大，排入环境中的重金属越来越多,水体污染越来越严重，如铬、铜、镍、汞、镉、铊等,极大地危害着生态环境和人体健康,因此多年来对重金属废水的治理一直是人们研究的热点。无机高分子絮凝剂的研究、开发和应用在最近十几年来受到了国内外水处理界的广泛重视，本论文主要研究可处理重金属的无机高分子材料聚合硫酸铝铁絮凝剂，对合成材料进行表征，讨论了水处理的性和材料制备的影响因素。主要以硫酸铝、硫酸铁原料，通过考察硫酸用量、硫酸浓度、反应时间、反应不温度等工艺条件的研究改善，制备各项因

2、素显著功效的聚合硫酸铝铁。并对合成出的絮凝剂进行了红外、SEM、XRD等表征，判断反应过程物质结构的变化。将合成的絮凝剂应用于含有金属离子的废水中，观察絮凝剂的用量、PH值等因素。在本实验研究最优条件下，无机高分子材料聚合硫酸铝铁在重金属水处理中具有广阔的应用前景。关键词：高分子，絮凝剂，硫酸铝，硫酸铁，重金属，水处理AbstractObjective:macromolecularflocculantwasusedtotreatsuspendedheavymetalionsinsewage.Thedischargeofindustrialwastewaterisgraduallyincreas

3、ing,andmoreandmoreheavymetalsaredischargedintotheenvironment,andthewaterpollutionisbecomingmoreandmoreserious,suchaschromium,copper,nickel,mercury,cadmium,thallium,etc.,whichgreatlyendangerstheecologicalenvironmentandhumanhealth.Therefore,thetreatmentofheavymetalwastewaterhasbeenaresearchhotspotform

4、anyyears.Theresearch,developmentandapplicationofinorganicmacromolecularflocculantshavereceivedextensiveattentioninthefieldofwatertreatmentathomeandabroadinrecentdecades.Themainrawmaterialsarealuminumsulfateandironsulfate,throughtheinvestigationofsulfuricaciddosage,sulfuricacidconcentration,reactiont

5、ime,reactiontemperatureandothertechnologicalconditionsofimprovement,preparationofvariousfactorssignificanteffectofpoly(aluminumsulfate)iron.Theflocculantwascharacterizedbyir,SEM,XRD,etc.Theflocculantwasappliedtothewastewatercontainingmetalions.Undertheoptimalconditionsofthisexperiment,theinorganicpo

6、lymermaterialpolyaluminumferricsulfatehasabroadapplicationprospectinthewatertreatmentofheavymetals.Key words：Polmyer, Flocculant, HeavyMetal, aluminumsulfate，ferricsulfate，WaterTreatment目录 HYPERLINK l _Toc19322 摘 要 PAGEREF _Toc19322 I HYPERLINK l _Toc27148 Abstract PAGEREF _Toc27148 II HYPERLINK l _

7、Toc4653 1 绪 论1 HYPERLINK l _Toc13239 1.1无机高分子水处理絮凝剂1 HYPERLINK l _Toc2885 1.1.1无机高分子絮凝剂的研究历程1 HYPERLINK l _Toc3364 1.1.2 无机高分子絮凝剂得分类2 HYPERLINK l _Toc2910 1.1.3 无机高分子絮凝剂的合成的方法4 HYPERLINK l _Toc27870 1.1.4 无机高分子絮凝剂的应用5 HYPERLINK l _Toc15558 1.1.5本论文的选题意义、主要内容7 HYPERLINK l _Toc5384 2 实验部分8 HYPERLINK l

8、 _Toc1220 2.1实验仪器和主要试剂8 HYPERLINK l _Toc6836 2.1.1聚合硫酸铝铁制备实验装置8 HYPERLINK l _Toc32104 2.1.2 实验仪器8 HYPERLINK l _Toc11251 2.1.3 主要试剂9 HYPERLINK l _Toc4049 2.2 制备方法9 HYPERLINK l _Toc31597 2.4 聚合物的表征方法和测定10 HYPERLINK l _Toc482 2.4.1 红外表征(FT-IR)10 HYPERLINK l _Toc9683 2.4.2 扫描电镜分析10 HYPERLINK l _Toc6786

9、2.4.3 X一射线衍射分析11 HYPERLINK l _Toc18332 2.5 制备聚合硫酸铝铁工艺条件的影响11 HYPERLINK l _Toc22734 2.5.1 制备过程对硫酸用量的影响11 HYPERLINK l _Toc28139 2.5.2 硫酸浓度制备过程的影响12 HYPERLINK l _Toc24040 2.5.3 反应时间对于制备过程的影响13 HYPERLINK l _Toc9123 2.5.4反应温度对于制备过程的影响13 HYPERLINK l _Toc26191 3 结 论14 HYPERLINK l _Toc9183 3.1合成工艺条件对聚合物产品性能

10、的影响14 HYPERLINK l _Toc22243 3.1.1反应温度的影响14 HYPERLINK l _Toc17774 3.1.2 FeAI摩尔比的影响15 HYPERLINK l _Toc17144 3.2 聚合硫酸铝铁对金属离子最佳吸附条件的确定15 HYPERLINK l _Toc3851 3.3 絮凝剂吸附金属离子的测定条件16 HYPERLINK l _Toc15406 3.4 絮凝剂对金属离子的等温吸附研究16 HYPERLINK l _Toc8801 参考文献16 HYPERLINK l _Toc489 致 谢181 绪 论1.1无机高分子水处理絮凝剂1.1.1无机高分

11、子絮凝剂的研究历程自从上个世纪六十年代开始就讲进行了水处理剂无机高分子絮凝剂，且在传统的铁盐，铝盐等等的基础之上进行了创新。相比较于传统的絮凝剂，新型的絮凝剂成本低，可提高絮凝效率和适应性。相应地，低产量和低应用已成为一项迅速发展的科学技术。在无机高分子聚合硫酸铝铁相对较大的过程中，研究重金属离子的吸附和沉积物的处理水的过程体积较大， HYPERLINK C:/Users/lenovo/AppData/Local/Temp/HZ$D.588.274/HZ$D.588.275/PaperPass-%E6%97%97%E8%88%B0%E7%89%88-%E6%A3%80%E6%B5%8B%E6%

12、8A%A5%E5%91%8A/htmls/detail_report/./sentence_detail/8.html t C:/Users/lenovo/AppData/Local/Temp/HZ$D.588.274/HZ$D.588.275/PaperPass-%E6%97%97%E8%88%B0%E7%89%88-%E6%A3%80%E6%B5%8B%E6%8A%A5%E5%91%8A/htmls/detail_report/right 并且沉降速度比单聚合硫酸铝和聚合硫酸铁更快，因为与其他复合絮凝剂相比，聚合时，具有性能稳定和存储时间较长，对此而言，成为了一种应用比较广泛的 HYPER

13、LINK C:/Users/lenovo/AppData/Local/Temp/HZ$D.588.274/HZ$D.588.275/PaperPass-%E6%97%97%E8%88%B0%E7%89%88-%E6%A3%80%E6%B5%8B%E6%8A%A5%E5%91%8A/htmls/detail_report/./sentence_detail/9.html t C:/Users/lenovo/AppData/Local/Temp/HZ$D.588.274/HZ$D.588.275/PaperPass-%E6%97%97%E8%88%B0%E7%89%88-%E6%A3%80%E6%

14、B5%8B%E6%8A%A5%E5%91%8A/htmls/detail_report/right 絮凝剂2。我国目前已经对于国内外的无机高分子絮凝剂相关领域进行了研究，并且通过其研究取得了一定的进展，高分子相比较于低分子有更好的絮凝效果，已广泛用于城市污水，工业废水，水富营养化和供水处理3。近年来，我国高分子絮凝剂的类型以及生产都在提高，且相关得规模也在进行增大。4。无机高分子絮凝剂的市场占有率已经达到80%。利用我国的基本国情利用现有的铝、铁盐资源，对其进行聚合，研制出具有良好絮凝效果的无机絮凝剂。在此过程中，我们逐渐掌握了一些独特的合成方法的特点，并且可以利用各种资源进行合成和生产。现有

15、数十项专利。1.1.2 无机高分子絮凝剂得分类对于无机絮凝剂而言，其类型较多，对于不同的类型而言都具有不同的物质类组成。5。能够按照其应用的现状能够将其进行以下两种类型:铝盐以及铁盐。前者当中应用比较广泛的有硫酸亚铁以及氯化铁6。且其具有的有点是使用简单，用量大，以及经济等等7。铁和铝在盐成分中比较常见。常见的含铝无机絮凝剂如PAC、PSC等均属于铝系。类似地，铁系无机絮凝剂也含有铁盐的PAF、PSF等聚合物。含有硅酸盐的聚合无机絮凝剂，如、聚硅酸铁聚硅酸铝等同属于聚硅酸盐类。这种分类比较笼统，一般情况我们根据表格1-1来分类表1-1 种类表8种类组分阳离子型聚合氯化铝聚合硫酸铝聚合磷酸铝聚合

16、磷酸铁聚合氯化铁聚合硫酸铁阴离子型活化硅酸聚合硅酸无机复合型聚合氯化铝铁聚合硫酸铝铁聚合硅酸铝聚合硅酸铁聚合硅酸铝铁聚合磷酸铝无机有机复合型聚合铝-聚丙烯酰胺聚合铁-聚丙烯酰胺聚合铁-甲壳素聚合铁-甲壳素聚合铝-阳离子有机高分子聚合铝-阳离子有机高分子阳离子型无机高分子絮凝剂应用表广泛的絮凝剂为阳离子无机高分子絮凝剂。且目前占据了一定的市场销售额以及具有相对成熟的科技技术的絮凝剂为聚合氯化铝。并且在应用当中，有高的净化效率和利用率高9。（1）盐系阳离子型无机高分子絮凝剂铝盐开发较早，硫酸铝是生产出的第一种絮凝剂。它也是使用最广泛的，在情节饮用水和工业用水方面发挥着重要的作用。其作用机理是在溶于

17、水后水解生成碱性盐和氢氧化铝，具有在水中聚合溶胶的能力，用于净化污水。既氯化铝和硫酸铝是铝盐，和它们的作用机制是类似的，但氯化铝也可以被应用到含油污水和含氟污水的处理。综上所述，铝盐是比其它絮凝剂一个更好的水处理。降水速率越慢，流速越快，但泥沙体积越大，净水效果越好。铝盐系统的一个缺点是，它容易造成二次污染的水净化方法10。(2)铁盐系阳离子型无机高分子絮凝剂在初始处理中，铁盐用作铝盐的替代品，铁盐体系在絮凝过程不会造成二次污染。硫酸铁的絮凝效果受盐碱度的影响较大，硫酸铁的不同影响着氯化铁的絮凝效果。絮凝沉淀的形成速度很迅速，但稳定性比较差，经过一段时间后容易形成沉淀。铁盐系列与铝盐系列相似，

18、经过一定的处理得到了含有铁酸溶液的废渣。在高分子絮凝剂的合成过程中，有色金属必须被氧化。 阴离子型无机高分子絮凝剂阴离子絮凝剂在其水处理中的应用始于20世纪二三十年代，由于比重大，絮凝体沉降速度快，在低浊水和低温条件下处理效果良好。活化硅酸和聚合硅酸在国内外的研究中都有报道。然而，由于硅酸的化学性质不稳定，不能长期存放，必须现在使用，这将降低其实用价值。一般来说，阴离子絮凝剂具有较弱的电中和性能，在目前被当作助凝剂使用。因此，不稳定性和在废水处理中激活的硅酸阴离子性质在很大程度上限制了它的应用11。复合型无机高分子絮凝剂两种或更多种单组分的凝结剂进行化学反应，形成一种高分子量共聚物的复合材料，

19、它不仅发挥各自的优点，而且还克服了单组分凝结剂的缺点，并且聚合程度大。增强，这种改进产生了显著的协同作用。凝结剂和助剂的少数也被混合到制剂。严格地说，应该称为混合凝固剂12。具有以下的几个有点，成本不高，与铁盐以及铝盐当中的有点相同。两者进行聚合后，形成的复合型絮凝剂其羟基化程度将大大提高，聚合之后的铁铝形成高度聚合的复合型制剂，克服了水处理中残留的铝的问题13。复该合型絮凝剂具有能够对于絮凝效果增加，以及泥浆掺量减少的特点。无机-有机高分子絮凝剂复合使用无机高分子絮凝剂水处理成分复杂，能有效地去除细小悬浮颗粒14。然而，所产生的絮凝体比有机聚合物所产生的絮凝体要小。无机絮凝剂在大量使用，目前

20、使用的少，但有机絮凝剂的量小，并且絮凝速度比无机絮凝剂的速度更快。因为一些有机聚合物絮凝剂降解有毒产品，合成产品的价格比较高。目前，无机高分子絮凝剂联合使用与有机聚合物絮凝剂，或无机盐的存在和电荷的污染物被促进15。1.1.3 无机高分子絮凝剂的合成的方法(1)铝盐体系的合成对于氯化铝聚合而言，是按照很多的原料进行合成的。按照其原料的不同其制备方式也不同，若是原料中含有氧化铝或类似物的氧化铝的物质，通常采用氧化铝的方法。生产过程分为两个步骤:第一个步骤是粉碎，煅烧，酸溶解通过相应的方法来氯化铝的结晶，之后按照聚合，固化于自己热解来获取聚氯化铝16。若原料按照氯化铝进行使用，那么对于聚氯化铝具有

21、以下几种方式：第一种为电化学，第二种为中和第三种为热分解法17。在合成过程中加入稳定剂以提高产品的质量。铁盐体系的合成聚合硫酸铁的聚合方法越来越多样化，生产原料的不同合成方法也不同，不管以什么生产原料为基础，都是以氧化方法来处理。如果原料是废铁或铁矿石，将其与盐酸，以氧化亚铁离子在一定条件下溶解。通过控制对应范围内的盐酸，可以制造聚合氯化铁具有不同碱基度。钢废液是主要原料的氯化铁，其需要加入催化剂稳定的合成18-20。复合体系的合成铝和铁是聚硫酸铁的制备中的主要原料。一些物质含有一定量的铝和铁，这是一个很好的原料聚硫酸铁的制备。1.1.4 无机高分子絮凝剂的应用现如今，人类的生活质量陷入困境，

22、人们开始研究无机高分子絮凝剂，用于处理因人类生活的城市和生产的工业废水。污水中悬浮的固体通过吸附、电中和或类似的方法去除。无机高分子絮凝剂对于重金属离子的吸附有着很大的作用。絮凝能够做到80%至95%悬浮固体颗粒物以及65%至95%不溶物性物质的去除，也能够对于COD值进行减少21。除此之外，还能够将大多数的病毒以及微生物能够排入到了污泥当中实施消毒，灭菌等等环节。对此而言，对于水进行絮凝的过程非常重要，并且在环境工作中起到了越来越大的作用22。 聚合硫酸铝铁聚合硫酸铝铁（简称 PAFS或 PFAS）别称为聚硫酸铝以及复合硫酸铝。其主要由 Al( OH) nSO4 m Fe2( OH) nSO

23、4构成。 在传统聚合硫酸铝以及聚合硫酸铁之上进行研发出的无机高分子絮凝剂23。是近年来各国研究的热点，铝盐和本发明的絮凝剂的铁盐的水净化效果是安全无害的，并且具有用量少，高去除速率和应用范围广的优点。在普通的水处理中，铁盐是比较昂贵的。处理以后水质变黄，而铝盐是容易产生铝残余物，对人体的造成一定的损害;位次，开展了铁铝复合絮凝剂的研究。聚合硫酸铝盐和聚合硫酸铁处理水的过程中具有很大的体积沉积物，但是析出速度比单组分快。由于聚合硫酸铝铁的特性是相对稳定的，并且存储时间相对较长，这已经成为一种应用广泛的铝铁絮凝剂。铝离子和铁离子发生絮凝的原因是氯离子和铁离子在水中可以部分水解成正电荷。硫酸根阴离子

24、的三价铝和铁的盐的光碱形式是容易水解和存在如在酸性范围内的正离子。它存在于在负离子的形式，这增加了聚合的铝和铁的盐的聚合度的碱性范围，而正电荷的增加，这加速了聚合物24的铝和铁离子的水解。在处理过的水中加入铝盐和铁盐，在水中产生大量的阳离子聚合反应，可以显著降低酸性体形成水的浊度，并且因为它具有较大的分子量和桥结构形式，因此具有很强的能力吸附，带负电的强吸附水悬浮胶体颗粒，形成光和絮凝体25。聚合硫酸铝铁处理污水的优点：（1）工业废水和城市生活污水净化饮用水，净化效果是硫酸铝的3-15倍;它是氯化铁2-5倍。该产品具有快速絮凝速度，紧凑的絮状物，大容量，高活性，快速沉淀速度快，清晰的水质和净化

25、水质符合国家饮用水标准。对于浊度较高的生活废水，市政污水等，聚硫酸铁具有良好的浊度、COD等废水处理效果。农业生产的废水人们需要使用大量的有机农药在从作物去除昆虫和草的过程中，和大量的农药会产生大量的磷。这是对环境有害。该多铝硫酸盐絮凝桥的作用允许其与其它有机絮凝剂协同作用以治疗含磷废水。(3)其他方面除上述以外，聚合硫酸铝铁在处理含油污水和垃圾滤液方面具有广阔的应用前景。本品可去除去水中微量元素，对于含有镉，铅，镉，铜，硫化物等等的物质进行净化处理，并且能够具有脱色的功效。除此之外，还能够进行供水净化工艺流程，能够对于工业用水，废弃水等等进行处理，且在造纸厂，印刷厂，钢铁厂，重金属厂等等厂房

26、进行广泛的应用。能够做到脱色，消灭细菌重金属离子的消除，沉降率强化， BOD和显色性的是90以上。1.1.5 重金属絮凝剂研究概述重金属污染具有连续性，是对生态环境和人体健康非常有害。因此，絮凝是的水处理方法之一。大体来说，普通高分子絮凝剂不能有效的除去重金属离子，因此探索和开发高效的水处理剂，并且有絮凝和金属吸附效果，简化了传统的重金属废水处理，具备一定的应用价值26。1.1.6本论文的选题意义、主要内容 选题意义实际的工业废水，使环境的污染越来越严重。重金属废水(如镉，铅，汞，铬)是拥有最严重污染水环境的最大危害人类最常见的工业污染物之一。因此，为了保护人类生存环境的健康，我们正在寻求重金

27、属废水的处理方法，并开发用于处理重金属废水更高效，实用，廉价的方法。目前处理水污染有很多方法，如吸附法、还原法、螯合沉淀法等等，但是高分子絮凝剂价廉的优点，在水处理领域的应用潜力日渐凸显。对于治理水污染，重金属离子吸附已经被高度重视，无机高分子絮凝剂也成了研发工作之一。本文主要对无机高分子聚合硫酸铝铁絮凝剂进行了探索:(1)研究了对于无机高分子聚合硫酸铝铁絮凝剂的合成工艺当中的影响因素，并对其进行了优化设计。(2)对于废弃用水当中重金属离子的相关吸附工艺进行分析，并对于其重要的用途进行了探讨。 主要内容废弃用水当中重金属离子的相关吸附工艺进行分析。讨论对金属离子浓度、pH值和金属离子的吸附效果

28、和吸附性能，将其结构进行了研究。采用扫描、红外等表征手段，观察到聚合之前和之后的结构变化。金属离子的吸附量为聚合铝硫酸铁的合成研究，讨论了絮状物，金属离子浓度和反应温度对吸附量的影响，并确定了最佳条件。探讨吸附离子，阐明聚合硫酸铝铁对重金属离子吸附的机理。2 实验部分2.1实验材料和主要仪器2.1.1聚合硫酸铝铁制备实验装置图1 实验装置图2.1.2 实验材料药品级别生产厂家医药级铁粉分析纯国药集团化学试剂有限公司铝粉分析纯国药集团化学试剂有限公司硫酸分析纯廉江市廉化试剂有限公司磷酸分析纯天津市北方天医化学试剂厂氢氧化钠分析纯汕头市西陇化工厂氢氧化钙分析纯汕头市西陇化工厂无水碳酸钠分析纯国药集

29、团化学试剂有限公司铅分析纯国药集团化学试剂有限公司硅酸分析纯国药集团化学试剂有限公司铜分析纯国药集团化学试剂有限公司2.1.3 主要仪器仪器生产厂家精密电子天平电感祸合等离子体发射光谱仪甘油油浴锅南京科尔仪器设备有限公司X-射线衍射仪日本理学电机株式会社扫描电子显微镜美国哈希公司电动搅拌器上海标本模具厂马弗炉上海跃进医疗器械厂傅立叶变换红外光谱仪德国Bruker公司2.2 聚合硫酸铝铁的制备过程（1）其成分分析如下表2-2所示：表2-2高铁铝土矿的主要化学成分成分Al2O3SiO2MgOCaOFe2O3含量%24.230.20.03020.011545.9在800马弗炉中用120目筛煅烧了一定

30、量的高铁铝土矿。将40克铝土矿和16mol/l硫酸按一定比例放入500毫升烧杯中拌匀。（4）产品溶于酸中，加入一定量的碱性试剂催化剂，在60-140的甘油浴中水解45分钟，反应65分钟。(5)闭油浴，停止加热。经过38小时的时效，最终得到了固体聚硫酸铝。2.4 聚合物的表征方法和测定2.4.1 红外表征(FT-IR)将所得的接枝共聚物在恒温下干燥，并将样品碾成粉末。将粉末样品与干燥的溴化钾粉末混合均匀研磨成片状。采用傅立叶变换红外光谱仪分析聚合物结构，记录并扫描4000cm-400cm频率范围的红外光谱图。图1 聚合硫酸铝铁的红外光谱图2.4.2 扫描电镜分析扫描电子显微镜是以电光原理为基础的

31、。电子束和电磁透镜以极高的的放大率将光束和光学透镜的精细结构替换为成像材料。高铁铝土矿原料和絮凝剂产品会溶解一定量的乙醇。该溶液经超声波均匀分散，滴加在铝箔纸上，干燥后粘附在试样夹上。通过对于样品进行喷金处理之后，根据显微镜进行观察，最近一些年来，根据电子显微镜，其揭示絮凝剂的内部结构特性在一定程度上，这提供了一种用于学习絮凝性能和絮凝机理一个可靠的科学依据观察到的絮凝剂的外部形态。图2 高铁铝土矿的扫描电镜图：高铁铝土矿原料（10000）图3 聚合硫酸铝铁絮凝剂的的扫描电镜图：聚合硫酸铝铁（500）2.4.3 X一射线衍射分析采用DMAX/2500V x射线衍射仪对预制材料和成品的主要晶体结

32、构进行了分析。发现晶体原子散射的电磁波相互干扰，相互重叠。在一定方向上增强或减弱的现象称为衍射，相应的方向称为衍射方向。原子散射x射线的能力取决于电子的数量。图4 产品的X-射线衍射图谱2.5 制备条件对聚合硫酸铝铁的影响本部分通过单因素实验(硫酸用量、硫酸浓度、反应时间、反应温度)制备了PFS絮凝剂。根据碱和浊度的去除率，在不同条件下制备聚合硫酸铝铁，到各因素影响响应的程度被确定。最后确定最佳工艺条件。2.5.1 硫酸用量对制备过程的影响测试了模拟高岭土水样的浊度去除率和产品质量(浊度约为300 NTU)。PAFS都是由相同的条件等因素下调整不同量的硫酸来制备。实验结果示于图1：硫酸用量与原

33、料的配比图5 硫酸用量对聚合硫酸铝铁产品性从上面的图中可以看出，合成的硫酸的量具有硫酸铝的聚合上有很大的影响。浊度去除率在硫酸的量有一定的增加而增加，并且该盐的碱度用硫酸的量的增加显著降低。因此，为了确保该聚硫酸铁具有一定程度的盐碱和良好的絮凝效果的，有必要添加硫酸的适当的量。如果加入太少的硫酸，A13 +和Fe 3+的水解反应更彻底，并且最终产品的碱度过大，产生沉淀和不稳定。如果加入过多的硫酸，下Al2（SO4）3，的Fe2（SO4）形成。3）由于反射的概率增大，A13的+和Fe3 +的降低水解的概率，和硫酸铝硫酸铝的聚合的碱度也减小。图5中，当硫酸与原料的比例为1.2:1时，高岭土废水的浊

34、度去除率可达95%，碱度也满足聚硫酸铝的技术要求。2.5.2 硫酸浓度对制备过程的影响通过调整硫酸浓度等因素，制备了一系列多环芳烃。测试了模拟高岭土水样的浊度去除率和产品质量(浊度约为300 NTU)。实验结果如图6所示。硫酸浓度（mol/l）图6 硫酸浓度对聚合硫酸铝铁产品性能的影响实验结果表明，随着硫酸浓度的增加，浊度去除率在一定范围内增加，但硫酸浓度过高，损失较大，对运行和环境产生不利影响。同时，高浓度的H +会增加产品成本。浓硫酸可对其进行改进，产品的基度急剧下降的图中可以看出。这主要是因为高铁矾土的酸度由硫酸系统获得，硫酸铁和硫酸铝溶于水。硫酸铝和硫酸铁在硫酸、硫酸铝和硫酸铁中的溶解

35、度导致大量晶体的破坏。当硫酸的浓度为9摩尔/，浊度的去除率达到96，并且该产品的质量是好的。2.5.3 反应时间对于制备过程的影响一系列PAFS都是由相同的条件等因素下调整不同的硫酸浓度制备，测试浊度去除率和产品质量。实验结果如图7所示：图7 反应时间对聚合硫酸铝铁产品性能的影响从图7可以看出，随着反应时间的增加，产物的浊度去除率逐渐增加，反应时间如下105 min后，盐基度处于平缓状态，在浊度去除率的增加是很小的。从合成中，能够观察到其时间值为105min。2.5.4反应温度对于制备过程的影响在相同条件下，通过调节反应温度合成了多环芳烃(PAHs)。对模拟高岭土废水的浊度去除率和产品质量进行

36、了测试。实验结果如图8所示:反应温度（）图8反应温度对聚合硫酸铝铁产品性能的影响通过对于试验进行了分析，能够发现其温度对于酸溶解速率具有一定的影响。酸水解反应温度较高，和硫酸铁和硫酸铝的溶解度较大，从而缩短反应时间。但随后是个吸热反应，需要更低的温度，反应温度太低，硫酸铁和硫酸铝会形成大量结晶，影响后续反应进行。因此确定反应温度是一个必要的条件。它被示出在上述图中，该产品的浊度去除率逐渐随反应温度的增加而增加，但在温度达到100后的高岭土模拟废水的浊度去除率的变化并不明显，并且产品基础程度也减小。潮流。此外，反应温度越高，消耗的能量越多，成本越大。综合考虑本实验室的条件，则选择反应温度为115

37、左右最佳。2.6 聚合硫酸铝铁絮凝剂除重金属离子实验的最佳条件参数2.6.1聚合硫酸铝铁投加量的影响在10 ml的容量瓶中加入1 ml的浓度为15 mg/ l的含铜、铅废水，加入等量的的聚合硫酸铝铁，并通过聚合物浓度的变化来控制絮凝剂的用量。在其他因素进行恒定情况之下对于重金属离子含量以及去除率进行了测试并结果图9所示:C（mg/l）图9 集合硫酸铝铁投加量对金属离子去除率的影响能够根据上述图片发现，从图可看出，增加聚合硫酸铝铁，金属离子去除率在一定范围内呈现上升趋势，聚合硫酸铝铁的用量过度增加，会抑制絮凝剂的水解作用。在该图中，可以看出，絮凝剂的最佳用量为1毫升含有铅废水，300毫克/升和1

38、ml含铜废水加入到350毫克/升。2.6.2 PH值的影响在其他条件相同情况下改变PH体系，分别调节PH值为4-9内，计算金属离子去除率，如图10所示：PH图10 PH对吸附效果的影响由图表明，PH值越低，对重金属离子絮凝剂吸附效果越差。当pH值为8时，铜离子和铅离子的去除率是最高的，因为溶液的酸度的pH上升的过程中明显减弱，而其吸附能力大大提高。综合选择反应体系PH值定位为8。3 结 论文章当中按照聚合硫酸铝铁絮凝剂，并且将最佳的试验条件进行了设定，例如时间，温度，浓度等等参数。去除重金属的聚合硫酸铝铁离子的重要参数通过投加量、PH值确定，因此得出下面结论:(1)在其他条件确定时，硫酸的量对

39、聚硫酸铁的制备有很大的影响。用硫酸的量的增加，并且所述盐的碱度浊度去除率提高与硫酸的量的增加大大减小。当硫酸原料的比为1.2：1，高岭土硫酸盐废水的浊度去除率为95%，碱也能满足聚硫酸铝的技术要求。(2)当其他条件满足时，硫酸浓度对絮凝性能和产品质量有一定的影响。随着硫酸浓度的增加，浊度去除率在一定范围内增大，产品的碱度急剧下降。当硫酸浓度为9 mol/hr时，最大浊度去除率达到96%，产品质量良好。（3）在其他类似条件下，反应温度和反应时间对絮凝性能和产品质量影响较大。随着反应时间和温度的增加，产物的浊度去除率逐渐增大，并且反应时间为105 min后，反应温度为100，之后，产品盐基度呈下降

40、趋势，但产品性能在105分钟和大约100的反应温度下的反应时间是最佳的。则这两种浊度去除率达到91%、95%。(4)聚合硫酸铝铁的投加量对去除重金属离子起着决定性作用，随着投加量的增加对反应存在抑制水解作用，当投加量为1ml含铅加入300 mg/ l和1 ml含铜废水350 mg/ l时作为去除率的最佳条件。(5)改变反应体系PH，调节体系PH过低，絮凝效果越差，提高PH值，大大提升絮凝能力。所以去除重金属离子最优条件是PH为8。 参考文献1王艳,苗康康,胡登卫,姜红波,赵卫星.絮凝剂的研究进展J.化工时刊,2010,24(08):53-58.2秦贞贞. 高分子絮凝剂的制备及其对重金属离子吸附

41、性能的研究D.扬州大学,2015.3万鹰昕,程鸿德.无机高分子絮凝剂絮凝机制的研究进展J.矿物岩石地球化学通报,2001(01):62-65.4邹静. 新型无机有机复合高分子絮凝剂的制备及性能研究D.北京化工大学,2012.5杨轲. 强化混凝无机有机复合高效絮凝剂的研究与应用D.辽宁科技大学,2017.6李贺敏,谭树波.水处理絮凝剂的研究与发展趋势J.化工时刊,2008(11):60-62.7彭振华. 聚二甲基二烯丙基氯化铵的合成及在水处理中的应用研究D.中南大学,2007.8潘素娟. 胞外生物高分子絮凝剂的制备与性能研究D.西北师范大学,2004.9李昂,楼菊青.聚合氯化铝(PAC)在啤酒废水处理中的应用J.安徽化工,2005