1.2　Al₁₃的研究與發展

20世紀90年代初期，隨著現代科學技術發展以及無機高分子混凝劑的廣泛應用，人們對無機高分子混凝劑的聚合形態以及混凝機理做了大量的研究，發現無論是在結構特征、混凝機理，還是混凝行為效果方面都和傳統的鋁鹽凝聚劑存在著本質的區別。研究結果^［9，10］表明，PAC溶液中存在的數種鋁形態可以相互轉化，主要分為單體鋁　{Al³⁺、［Al（OH）］²⁺、［Al（OH）₂］⁺}、二聚體鋁{［Al₂（OH）₂］⁴⁺}以及聚十三鋁{［AlO₄Al₁₂（OH）₂₄（H₂O）₁₂］⁷⁺，簡稱Al₁₃聚合形態}和Al₁₃聚集體等。其中Al₁₃形態單個分子的粒度已經被鑒定為2.5nm，其聚集體的粒度為50～200nm。這種納米級的Al₁₃及其聚集體形態在投入水中后，可以在一定的時間內具有穩定性而且能夠保持其原有形態，能夠取得優良的凈水效果。大量的混凝科學研究以及應用實踐結果表明，Al₁₃形態是PAC中最佳的凝聚混凝形態，Al₁₃含量的多少可以反映PAC制品的混凝行為和效能^{［10，11］}，所以制備純度的Al₁₃已經成為今后PAC生產工藝的追求目標。Al₁₃聚合形態已經成為目前國內外研究學者關注的前沿熱點問題。

“十一五”期間，我國針對納米Al₁₃設立了專門的“863課題”，即“納米型無機高分子絮凝劑制備技術”，主要是圍繞優化制備高純度納米Al₁₃形態的方法及納米Al₁₃形態的鑒定、生成轉化規律及其分離、提純方法等展開工作，通過這個課題，達到了預期的目標，合成出了高Al₁₃形態含量的PAC。目前，國內外對于高Al₁₃形態含量的PAC的制備方法及技術、Al₁₃形態的分離提純及它的鑒定方法已經有了比較成熟的研究^{［12～20］}。近幾年，關于Al₁₃的混凝行為和效果也有了部分報道^{［21～23］}，但大部分只是對Al₁₃去除顆粒、懸浮物以及可溶性有機物的效率做了簡單的研究，關于Al₁₃的混凝行為和機理及其在水處理工藝中的應用還沒有較為系統和深入的研究。