75℃下聚鋁氯化物制備與結(jié)構(gòu)分析及聚鋁硫酸鹽制備.pdf

1、在聚鋁研究中，鋁形態(tài)分布和形成轉(zhuǎn)化機(jī)理一直是研究與爭(zhēng)論的熱點(diǎn)領(lǐng)域。為獲知更多聚鋁形態(tài)的確切結(jié)構(gòu)，從而最終徹底再清聚鋁形態(tài)的形成和轉(zhuǎn)化規(guī)律，制備盡可能多的純聚鋁化合物并解析其晶體結(jié)構(gòu)無疑是一條最有效的途徑。本課題組在聚鋁純品結(jié)晶制備和晶體結(jié)構(gòu)解析方面取得了突破性進(jìn)展，成功合成了20余種聚鋁化合物，包括氯化物、硫酸鹽、硝酸鹽、溴化物和碘化物等，并且通過單晶結(jié)構(gòu)解析明晰了Al4&Al1、P-Al13、S-K-Al13和S-Al32等聚鋁形態(tài)的

2、結(jié)構(gòu)。
　　 本文采用濕渣法繪制了75℃下AlCl3-Al2O3-H2O三元體系固液平衡相圖，并在相圖指導(dǎo)下合成了Al5Cl3(OH)12·7H2O，其純度為：97.32％，對(duì)濾出產(chǎn)物的母液繼續(xù)蒸發(fā)得到了純度為81.33%的Al5Cl3(OH)12·4H2O，對(duì)固體產(chǎn)物Al5Cl3(OH)12·7H2O進(jìn)行熱水洗滌之后成功制備了純度為91.15%的Al10Cl4(OH)26·16H2O并且采用了化學(xué)分析、粉末XRD物相分析、紅外

3、光譜分析和熱分析等手段對(duì)幾種產(chǎn)物進(jìn)行了表征。
　　 本文采用粉末衍射數(shù)據(jù)Rietveld從頭計(jì)算法解析了產(chǎn)物Al5Cl3(OH)12·7H2O的晶體結(jié)構(gòu)，其結(jié)果表明：聚鋁陽離子均為連續(xù)的三維網(wǎng)孔狀無限結(jié)構(gòu)。從其最小重復(fù)單位[Al10(OH)24(H2O)6]6+(P-Al10)不難看出，此乃“板掛”P-Al13([Al13(OH)24(H2O)24]15+)在進(jìn)一步水解聚合過程中，丟棄其與c軸垂直的“七鋁平板”一側(cè)的三個(gè)外掛鋁氧

4、八面體后彼此共點(diǎn)共享另一側(cè)的三個(gè)外掛鋁氧八面體形成的一種三維聚集體，每個(gè)P-Al10的兩側(cè)各鄰接三個(gè)等效形態(tài)形成三層結(jié)構(gòu)并沿c方向無限重復(fù)。負(fù)離子填入三維網(wǎng)孔中，它們的位置通過形成氫鍵而固定。
　　 在聚鋁硫酸鹽的研究中，常在已經(jīng)發(fā)生完水解聚合反應(yīng)后的聚鋁溶液中加入硫酸根離子來捕捉得到聚鋁的硫酸鹽結(jié)晶，但迄今為止用此法制成聚鋁形態(tài)的硫酸鹽晶體為數(shù)不多，從而制約著聚鋁形態(tài)的研究。本文通過Na2SO4捕捉的方法合成了NaAl3(SO