[发明专利]一种制备并提纯Al30

说明书

本发明涉及铝聚合物提纯技术领域，具体公开了一种制备并提纯Al₃₀形态聚合铝的方法，所述方法利用苯甲酸对含有中聚态Al和Al₃₀的聚合氯化铝溶液进行处理，将中聚态Al络合分解，再通过萃取剂去除苯甲酸，利用含有硫酸根的沉淀剂和含有钡离子的置换剂对Al₃₀进行沉淀置换，分离提纯得到纯化的Al₃₀产品。本发明解决了沉淀置换时中聚态Al与Al₃₀无法区分的技术问题，为Al₃₀的分离纯化提供了新的解决方案。

技术领域

本发明涉及铝聚合物提纯技术领域，尤其涉及一种制备并提纯Al₃₀形态聚合铝的方法。

背景技术

Al₃₀(Al₂O₈Al₂₈(OH)₅₆(H₂O)₂₆¹⁸⁺)是2000年发现的一种重要的纳米级亚稳态聚合物，粒径约为2nm，带有18个正电荷，是目前已知聚合度最大的铝形态。

由于Al₃₀拥有更多的正电荷、更大的分子尺寸以及更高的稳定性，相较于传统铝盐和Al₁₃，对温度和pH值都表现出了更好的适应性，因此是一种具有潜在优越混凝性能的新型纳米级混凝剂。研究表明，Al₃₀在去除浊度、腐殖酸、重金属污染(比如砷)等过程中，表现出了稳定性好、用量少、pH值适用范围宽、对有机物去除适用性强等优点，在水处理领域有广阔的发展前景。但是，这些研究结果都是在多种铝形态并存的情况下得到的，Al₃₀含量只能达到70％～80％，只是粗略认为其混凝效果主要归因于Al₃₀的作用。Al_a、Al_b等形态的存在势必会干扰研究结果的准确性。因此，Al₃₀的提纯工作逐渐引起人们的关注。

已有研究者进行了部分Al₃₀的提纯工作。目前已有的Al₃₀分离提纯方法有凝胶渗透色谱法以及硫酸根、硒酸根沉淀法等，但都存在操作复杂、产量低的缺点，无法在实际应用中得到推广。除此之外，基于已有的对Al₁₃的提纯方法，本发明人也对比了沉淀置换和有机溶剂析出法对Al₃₀的提纯效果，发现前者无法实现对Al₁₃和Al₃₀的有效分离，而后者存在成本高、效率低以及环境污染等问题，都无法实现对Al₃₀的大规模提纯。因此，开发一种便捷高效的的Al₃₀提纯方法是目前亟待解决的一个问题。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种制备并提纯Al₃₀形态聚合铝的方法。

为了实现本发明目的，本发明的技术方案如下：

本发明提供一种制备并提纯Al₃₀形态聚合铝的方法，以Al₃₀含量达到70％以上的聚合氯化铝溶液为母液，先利用苯甲酸对所述母液中所含有的Al_b进行络合分解，过滤去除沉淀，再对所得滤液(第一滤液)采用萃取剂萃取去除苯甲酸，最后利用含有硫酸根的沉淀剂和含有钡离子的置换剂对Al₃₀进行沉淀置换，分离提纯得到纯化的Al₃₀产品。

本发明所述的Al_b指中等水解聚合形态的Al，以Al₁₃为最主要的成分。

进一步地，利用苯甲酸对所述母液中所含有的Al_b进行络合分解的具体操作为：向所述母液中加入过量的苯甲酸固体。

所述“过量”指苯甲酸固体相对于Al_b为过量状态。