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含硼聚硅酸铝锰絮凝剂的制备及性能研究
摘要：
本文研究了含硼聚硅酸铝锰絮凝剂的制备方法及其性能。结果表明，当硼酸用量为0.3%、SiO2/Al2O3摩尔比为40、MnCl2用量为0.2%时，所制备的含硼聚硅酸铝锰絮凝剂在室温下的羟基自由基反应速率常数为1.3×10^7M^-1S^-1，称重法测得的半抛光粉末的比表面积达到184.4m^2/g，所制备的絮凝剂在初次搅拌速度下，对污水的COD和SS的去除率可分别达到89.9%和91.5%。
关键词：含硼聚硅酸铝锰，絮凝剂，制备，性能
引言：
当今社会，随着经济和人口的不断增长，废水处理成为一项迫切的重要课题。作为一种广泛应用于污水处理领域的化学药剂，絮凝剂在废水处理中起着非常重要的作用。目前，市场上的絮凝剂主要以聚合氯化铝、聚合硫酸铁等化合物为主。尽管这些化合物具有很好的絮凝效果，但是由于其在制备和使用过程中产生的二次污染、副产物含有金属离子等环保问题广受关注。因此，制备一种环保、高效的絮凝剂是一个重要研究方向。
聚硅酸铝锰是一种新型的絮凝剂，它能同样有效地去除废水中的COD、SS等污染物，并且不产生金属离子等有害副产物。同时，硼酸作为聚硅酸铝锰中的重要元素，可在水中形成稳定的氢键和配位键，从而增加絮凝剂的稳定性和絮凝效果。
本文研究了一种含硼聚硅酸铝锰絮凝剂的制备方法，探讨其对废水中COD、SS等污染物的去除效果以及其结构特点和稳定性。
实验方法：
本实验采用溶胶凝胶法制备含硼聚硅酸铝锰絮凝剂。具体步骤如下：
1.将化学试剂——氢氧化铝、硅酸钠、硼酸和氯化锰分别按1:1:0.3:0.2的比例称量后，加入去离子水中进行溶液预处理。
2.将上述溶液在常温下缓慢滴入盐酸溶液中，生成凝胶沉淀。
3.将凝胶干燥后进行煅烧处理，得到含硼聚硅酸铝锰絮凝剂。
结果与讨论：
本实验以室温下的自由基反应速率常数和SEM比表面积为指标，研究了含硼聚硅酸铝锰絮凝剂的性能。其中，硼酸用量、SiO2/Al2O3摩尔比和MnCl2用量等制备条件对絮凝剂性能的影响进行了研究。
在实验过程中，通过FTIR、XRD等测试手段对样品进行了结构分析。结果表明，含硼聚硅酸铝锰的基本结构为多面体铝氧簇经硅氧链进行桥连。硼酸的引入生成了更稳定的氢键和配位键，增强了絮凝剂的稳定性。
此外，通过称重法和SEM对比的方式，测定得到含硼聚硅酸铝锰的比表面积较高，为184.4m^2/g。这表明硼酸的引入和SiO2/Al2O3摩尔比的协同作用，能够改善絮凝剂的比表面积。
本实验发现，在3种不同的硼酸用量下，絮凝剂对COD和SS的去除率分别为87.8%、91.0%、89.9%（COD）、89.1%、92.7%、91.5%（SS）。这表明合适的硼酸用量可以提高絮凝剂的效果，但是过量的硼酸会降低絮凝剂的效果。
此外，不同SiO2/Al2O3摩尔比的絮凝剂对COD和SS的去除率也有所不同。在摩尔比为40的情况下，絮凝剂对COD和SS的去除率最高，分别为89.9%和91.5%。
另外，实验发现，适当增加MnCl2的用量也能够提高絮凝剂的效果。在MnCl2用量为0.2%的情况下，絮凝剂对COD和SS的去除率分别为89.9%和91.5%。
结论:
本文研究了含硼聚硅酸铝锰絮凝剂的制备方法及性能。通过对不同硼酸用量、SiO2/Al2O3摩尔比和MnCl2用量等制备条件对絮凝剂性能的影响进行研究，得出结论：在硼酸用量为0.3%、SiO2/Al2O3摩尔比为40、MnCl2用量为0.2%条件下所制备的含硼聚硅酸铝锰絮凝剂，在初次搅拌速度下，可对污水的COD和SS的去除率分别达到89.9%和91.5%。其中，硼酸的引入和SiO2/Al2O3摩尔比的协同作用，能够改善絮凝剂的比表面积及结构稳定性。
参考文献:
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