总铝浓度对纳米Al_(13)向Al_(30)形态转化的影响

摘要

采用高场27AlNMR技术和Al-Ferron逐时络合比色法,系统地研究了总铝浓度(CAlT)对水解聚合铝溶液中Keggin结构的纳米Al13,Al30形态分布及其转化过程的影响.结果表明,在低温(80℃)及Al13的最佳制备碱化度(B)条件下,高总铝浓度的聚合铝溶液中生成的纳米Al13形态趋于进一步聚合转化为Al30或更高聚合形态,总铝浓度愈高,转化速度越快,当CAlT>0.75mol·L?1时,Al13含量急剧减少,Al30含量逐步增加,成为水解聚合铝溶液中的优势纳米聚合形态,但Al13并不定量转化为Al30形态.铝单体的存在是Al13转化为Al30形态的必要条件之一.当溶液CAlT升高或碱化度降低时,一方面Al13与铝单体水解聚合反应速率加快,另一方面溶液pH值降低,加快了Al13及Al30的酸性分解速率;低碱化度,高CAlT溶液中,后者占主导作用,导致Al30含量随CAlT的增大而减小.只有在CAlT<0.5mol·L?1和Al13的最佳制备B值条件下,才能制得高Al13含量(80%以上)的水解聚合铝溶液.