腐殖酸與鋁鹽混凝劑的選擇配位特性.pdf

1、腐殖酸類天然有機(jī)物是水環(huán)境界關(guān)注的一類污染物，是具有復(fù)雜構(gòu)造的大分子有機(jī)物，大分子上分布著多種含氧基團(tuán)。論文在國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目的資助下,對(duì)不同pH條件下，腐殖酸大分子上的含氧基團(tuán)與金屬鹽混凝劑的作用機(jī)制進(jìn)行了系統(tǒng)性研究。
　　 根據(jù)水中腐殖酸分子的熒光特性，論文運(yùn)用熒光掃描和熒光桑色素定量分析技術(shù)，考察了在以硫酸鋁為混凝劑進(jìn)行腐殖酸混凝處理的過(guò)程中，水中腐殖酸分子與鋁離子及其水解產(chǎn)物的絡(luò)合狀態(tài)。不同pH條件下的熒光掃描分析結(jié)

2、果表明，腐殖酸與鋁離子在PH=2的酸性條件下即可發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)，隨著pH的增大，絡(luò)合作用增強(qiáng)，且在pH=5左右達(dá)到最強(qiáng)。繼續(xù)增大pH，絡(luò)合反應(yīng)反而減弱。在pH≥7的條件下，腐殖酸幾乎不與硫酸鋁發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)。熒光桑色素定量分析結(jié)果表明，在pH<7和pH≥7但鋁離子投量很低的條件下，鋁離子投量與溶液中殘余鋁離子濃度之間呈直線關(guān)系，通過(guò)直線的斜率可定量計(jì)算出不同pH條件下參與絡(luò)合反應(yīng)的鋁離子的摩爾比值，且該比值呈一在pH=5左右達(dá)到最大值的山峰

3、型分布，表明該pH值是腐殖酸鋁鹽混凝的最佳條件。而當(dāng)pH≥7但鋁離子投量增大到一定量時(shí)，溶液中殘余鋁離子濃度急劇降低。借助光散射顆粒分析儀(PDA)對(duì)硫酸鋁水解產(chǎn)物的在線檢測(cè)結(jié)果表明，此時(shí)溶液中已形成了大量的不溶性氫氧化鋁無(wú)定形體。這些不溶性氫氧化鋁顆粒物的形成也對(duì)腐殖酸起到了混凝作用，但其作用機(jī)理主要是吸附和網(wǎng)掃絮凝。
　　 采用核磁共振(NMR)技術(shù)進(jìn)一步分析探討了不同pH條件下腐殖酸與金屬鹽混凝劑的作用機(jī)制，研究結(jié)果指出腐

4、殖酸混凝的實(shí)質(zhì)是由于含羧基、羥基及胺基的腐殖酸分子釋放質(zhì)子而與金屬離子的配位結(jié)合。選用水楊酸、葉酸、鈣黃綠素和鋅試劑等四種典型的腐殖酸試劑，用1H NMR分析了腐殖酸的質(zhì)子遷變規(guī)律及其與鋁鹽的配位作用。研究表明腐殖酸質(zhì)子遷變受其與苯環(huán)的緊密程度的影響較大，直接和苯環(huán)相連接的羧基、羥基、胺基易于釋放質(zhì)子，而在鏈烴上的這幾種基團(tuán)則難于釋放質(zhì)子。而且.腐殖酸與鋁鹽混凝劑之間的配位作用在不同pH條件下具有選擇性：與苯環(huán)相連的羥基、羥基易于與水中