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聚合氯化铝(PACl)是一种高效无机高分子絮凝剂(IPF)，Al13被认为是其中最佳混凝形态，高Al13含量成为高效PACl追求的指标。高效PACl的筛选和制备也是实现强化混凝技术的重要途径。本文通过对ferron法的改进，结合27Al NMR、SEM、XRD、自动电位滴定等技术和方法，研究了高Al13含量PACl制备的可行性、Al13的形成机理及其基本理化性质。在此基础上，通过PDA、烧杯混凝试验研究了Al13在不同水质条件下的混凝动力学和混凝机理。本文对丰富和发展Al(Ⅲ)水解模式有重要的理论意义，在实现高Al13含量PACl的生产以及PACl的强化混凝方面有现实意义。研究取得了下列成果：
采用优化解析方程，对各类铝形态均能获得其与ferron反应的特征动力学常数(k值)。以k值为判据，建立了一种改进ferron法，可将铝形态分为五类。该分类方法能够准确地表征Al13和铝单体形态，而传统ferron法得到的Alb是一种混合表征，只在特殊情况下才可视为Al13。相对稳定而又不连续的k值分布支持了Al(Ⅲ)的笼式水解模式。同时应用k值判据明确了自发水解和强制水解的不同特征，外来OH-形成低IAQ氛围是Al13生成的一个必要条件。
首次阐述了慢速加碱法制备PACl和迅速部分中和的铝盐沉淀在熟化期的Al13溶出过程和溶出条件。提出了Al13的亚稳平衡形成机理，即低IAQ条件下形成的热力学产物与Al13之间的介稳平衡。用此机理成功解释了PACl制备及稀释过程中各种条件对Al13形成与转化的影响，提出了分步投料法工艺可得到高Al13、高浓度PACl。进一步明确了Al13的部分理化性质。
系统研究并提出了IPF-PACl的静电簇混凝效应，即PACl中的Alb/Al13形成静电簇使胶体不必完全电中和而实现脱稳和混凝。提高水体碱度，可明显增宽静电簇混凝区域，并可发挥Al13的聚集体或Alc的粒度效应。由于Al13相对较高的溶解度，静电簇难以发展成为卷扫网捕作用。但Al13形态稳定，受水质影响小，可在强化混凝实践中发挥其独特的作用。