在正滴法實(shí)驗(yàn)過(guò)程中， 滴定速度對(duì)滴定終點(diǎn)影響較大，滴定速度快，滴定終點(diǎn)到達(dá)早，但滴定終點(diǎn)不穩(wěn)定，約0.5 min 內(nèi)顏色返回；滴定速度慢，終點(diǎn)到達(dá)慢，正滴法難以準(zhǔn)確判斷滴定終點(diǎn)，而返滴法滴定速度對(duì)滴定終點(diǎn)影響不明顯。當(dāng)?shù)味ㄋ俣燃s為20μL/s 時(shí)，返滴法平行樣間絕對(duì)偏差≤0.02 mL，而正滴法難以達(dá)到。以PAC（s）為例，正滴法與返滴法實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表1 所示。滴定時(shí)PAC 溶液濃度較低， 水解產(chǎn)物形態(tài)較

多，如表2 所示。正滴法時(shí)，從熱力學(xué)考慮PAC 各型態(tài)水解平衡常數(shù)相差較大， 其各水解產(chǎn)物的濃度也不同，而且滴定劑PAMPSK 量較少、濃度較低，所以影響了與PAC 各型態(tài)水解產(chǎn)物的反應(yīng)速度；而返滴法因滴定劑PAMPSK 過(guò)量，濃度高，提高了與PAC各型態(tài)水解產(chǎn)物的反應(yīng)速度， 使滴定終點(diǎn)穩(wěn)定。因此，以下采用返滴法。表2 鋁離子水解形態(tài)及平衡常數(shù)

2.2 PAC 濃度對(duì)電荷密度的影響

當(dāng)pH 約為6 時(shí)，PAC 濃度（以Al2O3計(jì)）對(duì)其電荷密度的影響如圖2 所示。圖2 PAC 質(zhì)量濃度對(duì)電荷密度的影響由圖2 可見(jiàn)， 當(dāng)PAC 質(zhì)量濃度大于2 mg/L，PAC（s）、PAC-1 和PAC-4 隨濃度增大電荷密度變化不大；PAC-2 和PAC-3 隨濃度增大電荷密度升高。當(dāng)質(zhì)量濃度約＜1 mg/L 時(shí)，電荷密度均劇增。通常鋁離子水解聚合產(chǎn)物Alx（OH）y（3x-y）+分布曲線如圖3 表示。曲線旁的數(shù)字分別表示x 和y。一般

在稀溶液中，濃度越低其解離程度越高，由圖3（b）可見(jiàn)，當(dāng)鋁的總濃度低時(shí)，除〔Al13（OH）32〕7+外其他帶正電荷水解形態(tài)的比例均升高。

（a）鋁的總濃度為0.1 mol/L（以Al2O3計(jì)為5.1 mg/L）；

（b）鋁的總濃度為10-5mol/L（以Al2O3計(jì)為0.51 mg/L）。圖3 在不同pH 下鋁離子水解聚合產(chǎn)物的分布曲線

2.3 pH對(duì)電荷密度的影響

調(diào)節(jié)PAC 溶液（質(zhì)量濃度為10 mg/L）pH，pH 對(duì)電荷密度的影響如圖4 所示。圖4 pH 對(duì)電荷密度的影響由圖4 可見(jiàn)，pH 不論對(duì)固體還是液體PAC 的電荷密度均有明顯影響，pH 低時(shí)電荷密度高； 在pH＜5區(qū)間，電荷密度變化率大，其隨pH 升高而快速降低，PAC-2 和PAC-3 電荷密度明顯高于PAC（s）、PAC-1和PAC-4；5＜pH＜7 附近，電荷密度PAC-3 最高，PAC-2 次之，PAC-1 、PAC（s）和PAC-4 依次降低；pH 在7 到

9 附近電荷密度較小， 這是由于生成中性的Al（OH）3，致使電荷密度下降，對(duì)照?qǐng)D3（a），該pH 范圍鋁水解聚合產(chǎn)物形態(tài)主要以Al（OH）3

存在，也解釋了pH 的變化使鋁水解聚合產(chǎn)物形態(tài)和分布比例發(fā)生了變化。另外，PAC 濃度及其水解產(chǎn)物分布與pH 也有關(guān)系。對(duì)比圖3（b）鋁的總濃度低時(shí)，Al（OH）3分布曲線峰值的pH 由8~9 左右降低到6~7 左右， 圖4也說(shuō)明了當(dāng)PAC 樣品濃度較高時(shí)，pH 在8 附近電荷密度較低，從而證實(shí)了生成Al（OH）3的pH 升高。

2.4 鹽基度不同樣品電荷密度的實(shí)驗(yàn)

通過(guò)以上的實(shí)驗(yàn)和討論可知，pH 對(duì)PAC 樣品電荷密度的測(cè)定影響甚大，為避免Al（OH）3的產(chǎn)生，在pH 為5.3~5.5 范圍內(nèi)，以不同濃度PAC 樣品由圖5 可見(jiàn)，在實(shí)驗(yàn)濃度范圍內(nèi)，鹽基度在50%左右，電荷密度最高，即PAC-3 電荷密度最高，PAC-2、固體PAC、PAC-1、PAC-4 電荷密度依次降低。以上實(shí)驗(yàn)平行樣絕對(duì)偏差≤0.02 mL， 相對(duì)偏差≤0.5%，重復(fù)實(shí)驗(yàn)一致（重復(fù)率為99%到102%）。

2.5 應(yīng)用性能實(shí)驗(yàn)

配制30 mg/L 的直接藍(lán)199 （ 原水吸光值為0.592）和活性紅KE-7B（原水吸光值為0.429），取樣50 mL 于比色管中，分別加入不同濃度的PAC 系列產(chǎn)品，加蓋，上下顛倒10 次，靜置30 min，取上清液抽濾，用分光光度計(jì)測(cè)定其吸光值。湖水1（原水濁度為25.3）和湖水2（原水濁度為20.3）同上實(shí)驗(yàn)方法：加藥和混合，然后靜置60 min，取上層澄清水樣，測(cè)定其剩余濁度，結(jié)果如圖6 所示。在此實(shí)驗(yàn)中PAC-4（鹽基度為0）不產(chǎn)生絮團(tuán)。以上實(shí)驗(yàn)原水pH 約為7。由圖6 可見(jiàn)，PAC-3、PAC-2 電荷密度明顯高于其他樣品， 對(duì)于直接藍(lán)199 和活性紅KE-7B 以及湖水1 和湖水2 脫色率和濁度去除率高，且最高的均為PAC-3，加藥量也最低。符合電荷密度越大的產(chǎn)品，脫色率和濁度去除率越高，加藥量也越少的一般規(guī)律。PAC-1 和PAC（s）電荷密度相差不大，鹽基度分別為87.7%和32.0%。鹽基度反映了PAC 的聚合度或相對(duì)分子質(zhì)量。一般鹽基度高，聚合度高，相對(duì)分子質(zhì)量也大，應(yīng)用時(shí)絮凝作用可能大于凝聚作用，如對(duì)于濁度較低的湖水2，PAC-1 比PAC（s） 最終混凝的效果要好些。PAC 的電荷密度、鹽基度對(duì)于不同水質(zhì)的混凝應(yīng)用規(guī)律還有待于具體的深入研究。

3 結(jié)論

（1）采用膠體滴定法測(cè)無(wú)機(jī)混凝劑PAC 的電荷圖6 混凝應(yīng)用實(shí)驗(yàn)密度時(shí)，應(yīng)采用返滴定法。

（2）溶液pH、混凝劑的濃度、樣品的鹽基度對(duì)電荷密度測(cè)定均有影響， 應(yīng)選擇pH 變化率較低的范圍測(cè)定，并控制pH 的波動(dòng)范圍。如pH 為5.5 左右，混凝劑的質(zhì)量濃度在10~25 mg/L 可用膠體返滴定法實(shí)現(xiàn)對(duì)PAC 電荷密度的測(cè)定。

（3）PAC 電荷密度測(cè)定方法的建立， 有利于其合成工藝控制、研究及其應(yīng)用性能評(píng)價(jià)。電荷密度有望作為PAC 產(chǎn)品的技術(shù)指標(biāo)之一。