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聚合硫酸铁(PFS)能够除磷的作用原理

聚合硫酸铁(PFS)是在硫酸铁分子簇的网状结构中通过羟桥、氧桥的桥连等作用形成的一种新型无机高分子化合物。聚合硫酸铁(PFS)较铝盐比,铁的水解产物可以作为有毒有害物质的载体,对其在天然水体中的迁移转化具有重要影响,同时它还具有优良的絮凝性能,故在世界范围内得到了广泛的运用。

聚合硫酸铁(PFS)中铁离子水解聚合物的形成大致可分为4个阶段:

①铁离子水解生成单体、二聚体与三聚体。二聚体或三聚体可能是通过羟基桥连而成。

②低聚物与小型高分子的快速生成与溶解。聚合物的形成可能存在一个连续过程,由低聚物连接成空间立体结构,在这过程中伴随着低聚物和小型高分子的迅速溶解,即Ostwald效应。

③大型高分子聚合物的慢速形成。由于低聚物的不稳定性,在此期间,聚合反应大致归纳为三种机理过程即羟桥、氧桥与结晶的形成。

④沉淀的形成。通过羟桥连接形成高聚物,而后熟化形成氧桥伴随去质子化过程,最终形成沉淀。

这4个阶段中,在铁离子与磷酸根反应生成沉淀的同时,铁离子水解聚合产物也通过压缩双电层、吸附电中和、架桥网捕等作用起到除磷的效果。另外,大型高分子聚合物可能对磷酸盐有化学吸附并发生络合反应生成络合物共同起到沉淀作用。

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