[发明专利]一种有机硅Al13

说明书

本发明公开了一种有机硅Al₁₃絮凝剂及其制备方法和使用方法，涉及高分子复合材料技术领域，所述有机硅Al₁₃絮凝剂由碱性物质与氯化铝制备得到聚合氯化铝后，用硫酸钠将聚合氯化铝中的Al₁₃硫酸盐沉淀出来，再将沉淀出来的Al₁₃硫酸盐与硅烷偶联剂反应得到；所述碱性物质中的羟基与氯化铝的摩尔比为2:1；所述聚合氯化铝中的铝与硫酸钠中的硫酸根的摩尔比为1:1。发明提供了一种可有效去除胶体、悬浮颗粒以及小分子有机物的多功能复合絮凝剂：聚合氯化铝絮凝剂。本方法制备出的絮凝剂依然保留着无机高分子铝盐絮凝剂的水解聚合反应优势，同时修饰的氨基官能团能与有机污染物中羧基的反应实现了对羧酸类小分子污染物的有效去除。

技术领域

本发明涉及高分子复合材料技术领域，特别涉及一种有机硅Al₁₃絮凝剂及其制备方法和使用方法。

背景技术

混凝是目前水与废水处理工艺中广泛使用的技术单元，混凝剂的种类和性质影响混凝单元的效率和运行成本。铝盐仍然是目前水和废水处理工艺最常用的絮凝剂，且随着长期的实践，铝盐的水解聚合反应和混凝机理也逐渐清晰，研究发现硫酸铝等传统铝盐絮凝剂在投放到水中后，其水解和聚合反应会强烈地影响水体中胶体物质的脱稳过程，从而影响水处理效果。纳米Al₁₃被证明是铝盐混凝过程中的有效成分，较其他铝盐絮凝剂形态具有更好的混凝效果。

近年来随着化学品的大量使用，使得水中的新型污染物：如抗生素、内分泌干扰物等的检出率日益增大，给水质安全带来严重威胁。但常规铝盐混凝剂对新型小分子有机物质去除效果差。开发对小分子有机污染物有良好絮凝效果的絮凝剂是目前水处理工艺发展的关键。整体来看，混凝剂的发展趋势为从无机低分子混凝剂向无机高分子混凝剂、从简单的无机高分子混凝剂向复合混凝剂方向发展。但复合絮凝剂也存在结构上的不足：它仅仅是两种或多种高分子絮凝剂通过机械作用等混合在一起，存在性能不稳定、无法充分发挥各组分优势特性等问题。因此，本发明预期通过合理可行的化学合成方法，将无机和有机絮凝成分搭配组合得到多功能复合絮凝剂，并充分发挥各组分对不同污染物的去除效果，实现对水体中不同种类、特性物质的有效去除，提高净水效果。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种有机硅Al₁₃絮凝剂及其制备方法和使用方法，解决现有的絮凝剂性能不稳定、无法充分发挥各组分优势特性等问题。

本发明的目的之一在于提供一种有机硅Al₁₃絮凝剂，所述有机硅Al₁₃絮凝剂的分子结构式为：

优选的，所述有机硅Al₁₃絮凝剂由碱性物质与氯化铝制备得到聚合氯化铝后，与硫酸钠溶液结晶生成Al₁₃硫酸盐结晶，再与硅烷偶联剂反应得到；

所述碱性物质中的羟基与氯化铝的摩尔比为2:1；

所述聚合氯化铝中的铝与硫酸钠中的硫酸根的摩尔比为1:1。

优选的，所述碱性物质为氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠中的至少一种。

优选的，所述硅烷偶联剂为氨基类硅烷偶联剂，如硅烷偶联剂KH550等，所述氨基类硅烷偶联剂中的氨基与Al₁₃硫酸盐中的Al₁₃的摩尔比为1：1。

具体的反应过程如下所示：

本发明的目的之二在于提供一种所述的有机硅Al₁₃絮凝剂的制备方法，所述方法包括：

(1)聚合氯化铝的制备：碱性物质水溶液通过缓慢滴碱法滴入氯化铝水溶液中，制备得到聚合氯化铝；