化学组成和结构
聚合氯化铝(PAC):是一种无机高分子化合物,它是由多个铝离子通过羟基(-OH)和氯(Cl)桥连聚合而成的复杂结构。这种聚合结构使得它在水中能够产生多核羟基配合物,具有较大的分子量和特殊的化学活性。
氯化铝:是一种简单的无机盐,由一个铝离子和三个氯离子组成,属于离子化合物。在固态时,氯化铝以分子晶体的形式存在,其结构是由铝离子和氯离子通过离子键相互连接。在水溶液中,氯化铝会完全电离,形成铝离子和氯离子。
物理性质
聚合氯化铝:一般为黄色或黄褐色的固体粉末或颗粒,液体产品为无色至黄褐色透明液体。它的溶解性较好,但溶解速度相对较慢,需要一定的搅拌和时间才能完全溶解。由于其聚合结构,它具有一定的吸附性和粘性,在储存和运输过程中需要注意防止受潮。
氯化铝:为白色结晶性粉末或无色透明晶体。氯化铝极易溶于水,溶解速度快,在水中会迅速电离。它的吸湿性很强,在空气中容易吸收水分而潮解,因此在储存时需要密封保存,以防止其吸收过多的水分而变质。
化学性质和反应活性
聚合氯化铝:在水中水解时,会产生多核羟基铝配合物,这些配合物带有大量正电荷。它们能够通过电荷中和作用,使水中带负电荷的胶体颗粒脱稳,然后通过吸附架桥作用将胶体颗粒聚集在一起,形成较大的絮体,从而达到絮凝的目的。其水解过程相对复杂,并且受溶液 pH 值的影响较大。在一定的 pH 范围内(为 6 - 9),聚合氯化铝能够发挥较好的絮凝效果。
氯化铝:在水中主要是电离成铝离子和氯离子。铝离子也会发生水解反应,生成氢氧化铝胶体,这个过程相对聚合氯化铝比较简单直接。例如,。但氯化铝形成的氢氧化铝胶体在絮凝性能上一般不如聚合氯化铝产生的多核羟基铝配合物,而且其水解反应受 pH 值的影响更为敏感,在合适的 pH 范围(约为 5 - 7)内才能较好地发挥絮凝作用。
应用领域
聚合氯化铝:广泛应用于水处理领域,是一种重要的水处理絮凝剂。它可以用于生活饮用水、工业用水和各种污水的处理。在处理污水时,能够有效去除水中的悬浮固体、胶体颗粒、部分有机物和重金属离子等,使污水达到排放标准或回用标准。此外,在造纸、印染等工业中也用于纸张施胶和印染废水处理等过程。
氯化铝:主要用于有机合成中的催化剂,例如在傅立叶 - 克兰茨反应(Friedel - Crafts 反应)中作为路易斯酸催化剂,促进芳香族化合物的烷基化和酰基化反应。在水处理领域,氯化铝也有一定的应用,但由于其絮凝性能相对较弱,现在已经逐渐被聚合氯化铝等更高效的絮凝剂所替代。不过,在一些对絮凝要求不高的简单水处理场景或实验室研究中,氯化铝仍然可以使用。