2.4.2 电化学法

    科学家研究表明，Al₁₃或Al_b(化学式为Al₁₃O₄(OH)₂₄⁷⁺形态是PAC中xxx的形态，采用有效的方法获得高含量的Al_b。形态聚合物已成为PAC研究与制备的主要目标。而电化学法是一种有效的方法。以氯化铝为原料利用电化学合成PAC可采用2种方法：一种是采用可溶解性铝阳极电解法；另一种是采用惰性电极的电渗析法。

    1)电解法

    Paul M Bertsc研究表明，Al(OH)₄^-是生成Al_b形态的前驱物，而电解法能克服化学法制备过程中产生Al(OH)₄^-相斥不易聚合成A1_b。形态的缺点。采用电解法可以制备出高碱化度、高A1_b含量、性能稳定的聚合氯化铝产品。

在特定的电解槽中，以氯化铝溶液作电解液，金属铝作阳极，通直流电解。控制一定条件使阳极铝逐渐溶解，而不析出氧气或氯气，阴极氢不断析出，而不沉淀出铝，从而创造出有利于如下反应进行的条件：

Al＋H₂O＋AlC1₃ →Al_m(OH)_nC1_3m-n＋H₂ ↑

    Al_m(OH)_nC1_3m-n继续水解为Al(OH)₃。因此，通过控制适当的电极条件和溶液化学条件，即可控制铝溶出和OH^-生成的速度，进而控制如下铝离子的水解-聚合-沉淀过程：

Al³⁺ →Al_a →Al_b →Al_c→Al(OH)₃↓

    为生成所需要的含{zj0}絮凝形态的聚合铝，应使其{zd0}限度地停留在A1_b(Al₁₃)阶段。

    2)电渗析法

    路光杰等利用两张阴离子交换(异相)膜将电解槽分隔成3个室，分别是阳极室、反应室和阴极室。根据预制的产品铝含量和碱化度，将一定浓度的三氯化铝溶液加入到电解槽的反应室内。阳极室内为三氯化铝溶液或硫酸钠溶液，阴极室内为氢氧化钠溶液。石墨板(或钛钉网)等惰性电极为阳极，多孔铁板(或铂板)等为阴极。电渗析法合成聚合氯化铝原理见图5。

    电化学反应的原理：

    阳极室反应：

C1^-－e→1/2C1₂↑

    阴极室反应：

H₂O＋e-----OH^-+1/2H₂↑

    反应室内的化学反应：

nOH＋mAlCl₃ Al_m(OH)_nC1_3m-n ＋nCl^-

    反应发生时，在直流电场的作用下，阴极室内的阴离子(OH^-)透过阴离子交换膜向阳极方向作迁移进入反应室与A1³⁺溶液发生中和反应，从而生成PAC的水溶液，与此同时，反应室内的部分Cl^-在正电场的作用下向阳极室迁移。在上述电迁移过程中，由于电解槽采用两张阴离子交换膜，这种膜的特点是只允许阴离子选择性透过，而不允许阳离子透过，所以阳极室和反应室内阳离子(如Na⁺或Al³⁺)都不会透过阴离子交换膜而进入相邻的反应室或阴极室内。在整个反应系统中，形成了一条只有阴离子迁移的通路。

    2.4.3 热分解法

    加热条件下，A1C1₃，分解进行到底可生成Al₂O₃和HCl。如控制热分解进程，可得到介于A1C1₃和A1₂O₃之间的一系列中间产物，即不同盐基度的PAC。其热分解可看作是在加热条件下配位水发生的水解反应，反应式如下：

    [A1(H₂O)₆]Cl₁₃→A1(H₂O)₅(OH)Cl₂＋HCl

    A1(H₂O)₅(OH)Cl₂→[A1(H₂O)₄(OH)₂]Cl＋HCl

    [A1(H₂O)₄(OH)₂]Cl→[A1(H₂O)₃(OH)₃]＋HCl

    2[A1(H₂O)₃(OH)₃]→Al₂O₃+9H₂O

    此法又可分为湿式和干式。湿式受分解温度限制，成品的盐基度一般较低，效率也低。干式用结晶A1C1₃热分解，可得任意盐基度的产品，克服了湿式法的不足，但产品溶解性差。