聚合氯化鋁(PAC)PAC 是一種無機(jī)高分子混凝劑,它是由多個(gè)鋁離子通過羥基橋連聚合而成的聚合物,其化學(xué)式一般表示為。它的分子結(jié)構(gòu)是一個(gè)復(fù)雜的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),含有鋁離子()、羥基()和氯離子()等多種官能團(tuán)。這種結(jié)構(gòu)使得 PAC 在水中能夠逐步水解,釋放出具有混凝作用的氫氧化鋁.
氧化鋁是一種金屬氧化物,其化學(xué)組成就是鋁和氧兩種元素。它有多種晶體結(jié)構(gòu),如 α - 氧化鋁、β - 氧化鋁和 γ - 氧化鋁等。其中,γ - 氧化鋁具有較高的比表面積和吸附性能。氧化鋁的結(jié)構(gòu)相對(duì)比較緊密,是由鋁離子和氧離子通過離子鍵相互連接形成的晶體結(jié)構(gòu)。
PAC 是一種黃色或黃褐色的固體粉末,也有液體產(chǎn)品。它在水中可以溶解,形成具有粘性的溶液。而氧化鋁根據(jù)其晶型和制備方法的不同,可以是白色粉末(如 α - 氧化鋁),也可以是具有一定吸附性的多孔材料(如 γ - 氧化鋁)。
例如,工業(yè)上常用的活性氧化鋁是一種白色或微紅色的球狀多孔性顆粒,主要用于吸附和干燥劑;而 PAC 在使用時(shí)需要配制成一定濃度的溶液才能發(fā)揮其混凝作用。
密度和硬度氧化鋁的密度較大,α - 氧化鋁的密度約為 3.9 - 4.0g/cm3,硬度也很高,莫氏硬度達(dá)到 9 左右,因此它是一種比較堅(jiān)硬的材料。PAC 是一種輕質(zhì)的材料,固體粉末的密度相對(duì)較小,而且它在溶解狀態(tài)下是一種膠體溶液,不存在硬度的概念。
酸堿性反應(yīng)PAC 在水中會(huì)發(fā)生水解反應(yīng),其溶液呈弱酸性。水解過程中會(huì)釋放出氫離子,并且會(huì)生成氫氧化鋁膠體。氧化鋁是兩性氧化物,它既可以與酸反應(yīng)生成鋁鹽,如與鹽酸反應(yīng)生成氯化鋁,也可以與堿反應(yīng)生成偏鋁酸鹽,如與氫氧化鈉反應(yīng)生成偏鋁酸鈉。
在其他化學(xué)物質(zhì)中的穩(wěn)定性PAC 在儲(chǔ)存和使用過程中需要注意避免與強(qiáng)堿性物質(zhì)接觸,因?yàn)閺?qiáng)堿性環(huán)境會(huì)破壞其聚合結(jié)構(gòu),影響其混凝性能。氧化鋁相對(duì)比較穩(wěn)定,在一般的環(huán)境條件下(如常溫、常壓、干燥的空氣)可以穩(wěn)定存在,但在高溫、高濕度或者強(qiáng)酸堿環(huán)境下也會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。
用途方面水處理領(lǐng)域PAC 主要用于水處理中的混凝沉淀過程,它能夠吸附水中的懸浮顆粒和膠體,使它們聚集形成較大的絮體,從而達(dá)到凈化水質(zhì)的目的。例如,在城市污水處理廠的初沉池和二沉池中,PAC 是常用的混凝劑之一。氧化鋁在水處理中主要用于吸附水中的雜質(zhì),如重金屬離子、氟離子等。例如,活性氧化鋁可以作為除氟劑,用于處理含氟量較高的地下水。