新型固体聚硅硫酸铁混凝剂的制备及结构表征

第36卷，第8期2016年8月光谱学与光谱分析SpectroscopyandSpectralAnalysisVo1．36，No．8，pp2455—2461August，2016新型固体聚硅硫酸铁混凝剂的制备及结构表征朱国成，柳俊斐，周腾智，张鹏，任伯帜，郑怀礼，刘运思，李学美1．湖南科技大学土木工程学院，湖南湘潭4112012．重庆大学城市建设与环境工程学院，重庆400045摘要聚硅酸基混凝剂是重要的水处理剂之一，在混凝过程中扮演重要的作用，但易于产生自聚反应、形成硅胶、失去稳定性。因此，制备稳定的聚硅酸基混凝剂受到广泛关注。为获得一种稳定的聚硅酸基混凝剂，提出一种新型稳定的固体硅酸基混凝剂(PSPF)的制备方法。采用红外光谱与扫描电镜表征PSPF的结构与形貌；Ferron逐时络合比色分光光度法分析PsPF中Fe的形态；通过微污染源水的处理评估PSPF的混凝性能。以硫酸亚铁、硅酸钠、磷酸二氢钾、碳酸钠等为原料，确定硅铁摩尔比(s／nFo)、磷铁摩尔比(n／Fe)与碱化度(oH／Fe)对PSPF的制备影响。结果显示在6O℃水浴30min条件下，PSPF最优合成条件为：，2s／3为1：4，”／为1：6与onn为1：1o。表征分析显示，PSPF是一种高分子聚合物，含有的新基团键(例如，s卜一()_一Si与F()|一si)，其有助于增大PSPF分子量与分子链与增强PSPF的混凝性能；PSPF形貌团簇，呈网状结构，有助于吸附架桥和网捕卷扫；Si含量增加提高了PSPF中Fe(b)和Fe(c)的含量，增强了PSPF的聚合度与固化效果。PSPF的混凝性能受PSPF投加量与水环境pH影响显著；在pH为6与投加量为8mg·L时，残余浊度和UV254去除率分别可达0．33NTU与58．6。实验研究显示，混凝剂多因素(Si，Fe与P)调控对增强固体聚硅酸基混凝剂的固化效果、稳定性以及混凝性能具有良好的效果。关键词混凝剂；聚硅硫酸铁；红外光谱；Ferron逐时络合比色分光光度法；水源水中图分类号：0657．3文献标识码：ADOI：10．3964／j．issrh1000-0593(2016)08—2455—07引言混凝法是重要的水处理方法之一_1羽。铝盐和铁盐混凝剂在水处理中扮演重要作用。相较于传统的无机混凝剂，新型复合无机高分子混凝剂，如聚合氯化铝、聚合硫酸铁等，在混凝过程中具有形成的矾花