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高浓度高含量聚合氯化铝溶液的制备
1978年，Akitt等采用27AI核磁共振方法检测并确认在水解聚合铝溶液中，出了单体和二聚体形态外，还存在一种具有独特Keggin结构的简称AI13聚合形态。AI13因其纳米分子尺寸和高电荷，被认为是聚合氯化铝溶液中最小而且最为稳定的纳米物种。而且AI13的结构与土壤和催化剂载体中的铝氧体十分相似，因此AI13的形成及其转化机理一直是地球化学、环境化学及土壤科学等领域的研究热点，同时AI13还引起水处理、化工催化、纳米复合材料等工业技术领域的广泛关注。
然而，在以往AI13的大量文献报道中，总铝浓度一般都限制在10-1~10-4mol.L-1,高含量的AL13只有在总铝浓度小于0.2 mol.L-1的PAC中能够生成并稳定存在，且随溶液总铝浓度增加二迅速消失。至今，国内外个技术领域尝试各种合成制备方法，都无法得到具有工业应用价值的高浓高AI13含量（70%以上）纳米型聚合铝溶液（简称H-PAC溶液），因而限制了其在工业技术领域的潜在应用价值和发展。
膜蒸馏浓缩技术史利用膜孔两侧气相中组分的分压差作为传质驱动力，通过疏水性微孔膜将两种不同温度的溶液分离钝化的一种新型膜分离技术。膜蒸馏浓缩的基本过程是在料液侧截留得到非挥发性物质的浓缩液，同时在溜出液侧得到高纯度的可挥发性物质，理论上可达到100%的截留率。目前，膜蒸馏浓缩技术已得到许多工业技术领域的重视并在精细化工领域已有成功应用范例，而用于高浓度、高AI13含量PAC溶液的浓缩，目前国内外尚未有报道。
本文以合成制备具有工业应用价值的高浓度、高AL13含量的纳米型的H-PAC溶液为目标，采用化学快速加碱与膜蒸馏浓缩相结合的技术，成功地制备了总铝浓度在2 mol.L-1以上，AI13含量大于70%的纳米型H-PAC溶液，并对膜蒸馏浓缩过程中AL13含量、温度、碱化度、初始PH值等影响 因素进行了系统地研究和讨论，为高浓度纳米型H-PAC溶液工业化制备提供新的制备技术和科学依据。
1 实验部分
1.1装置与材料
实验所用AICI3.6H2O、NaOH、盐酸、重水、高纯铝片等均为分析纯试剂。膜蒸馏浓缩采用美国疏水性微孔PVDF平板膜，膜孔径0.45 。
1.2 L-PAC和H-PAC溶液的制备
向2L三口烧瓶中加入150毫升浓度为1.0 mol.L-1的AICI3溶液，用600毫升一定浓度NaOH溶液作碱化剂，82度下以6 mol.L-1的速度加碱，部分中和AICI3水溶液，使其达到预定碱化度B=COH-/CAI3+,继续反应20min，制的总铝浓度AIT约0.2 mol.L-1，AIb含量约70%的L-PAC。
膜蒸馏试验装置采用自加工的有机玻璃平板膜组件，用硅橡胶密封，组件每侧有10个流道，每个流道尺寸为100mm*7mm*1.5mm，有效膜面积为70平方厘米。为防止膜两侧水头压差而导致膜的破损，采用并流方式循环流动。
首先将多次合成的L-PAC溶液混合，取2000毫升分批加入膜蒸馏装置的料液侧1L的平底烧瓶中，经玻璃盘管通过恒温水浴加热，温度控制在实验设置的温度，馏出液经玻璃盘管通过自来水冷却，保持恒定低温。膜两侧采用双泵头蠕动泵，控制双侧流速均为1cm.s-1,进行连续循环，直至烧瓶和流道中总剩余PAC体积共约200毫升时，终止循环。在MD过程，采用电导率仪不断检测馏出液侧贮瓶中电导率的变化，以确认膜疏水性的完好。馏出液贮瓶上部设置一个导流管，流入500毫升的量筒中，通过量筒中液体的体积和此时温度，计算出膜通量。
1.3形态分析和表征方法
PAC溶液的AIT采用等离子原子发射光谱测定，形态分布采用HACH DR/4000U型分光光度计按AI-Ferron逐时络合比色分析法进行。
Ferron分析时通过控制取样体积保持被测比色液的总铝浓度为4.0*10-5 mol.L-1，根据水解聚合铝中不同聚合铝形态与Ferron试剂的解离、配位反应的动力学速率不同，将铝形态分为3种类型：AIa为瞬间反应的单体形态，AIb为缓慢反应的聚合形态，AIc是基本不与Ferron试剂发生反应的溶胶形态。
27AI核磁共振法在JNM-ECA600型脉冲傅立叶核磁共振仪上测试，检测温度为70度，主磁场强度为14.096T，共振频率为156.386MHZ,采样时间为0.20939S，间隔为0.50939S，扫描次数为2048次，驰豫延迟时间为0.3S。检测时采用直径为5毫米的样品管，其中心插入一根毛细管，毛细管中注入一定量的NaAI(OH)4溶液和同体积的重水作为铝含量的内标及锁场试剂，标准曲线制作及样品测试均采用同一套样品管及毛细管内标，且操作条件相同。
宇升公司主要产品：聚合氯化铝、 聚合氯化铝铁、喷雾干燥型聚合氯化铝、白色聚合氯化铝 、板框压滤型聚合氯化铝、碱式氯化铝、阴离子聚丙烯酰胺、阳离子聚丙烯酰胺、非离子聚丙烯酰胺
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