1.2　Al₁₃的研究与发展

20世纪90年代初期，随着现代科学技术发展以及无机高分子混凝剂的广泛应用，人们对无机高分子混凝剂的聚合形态以及混凝机理做了大量的研究，发现无论是在结构特征、混凝机理，还是混凝行为效果方面都和传统的铝盐凝聚剂存在着本质的区别。研究结果^［9，10］表明，PAC溶液中存在的数种铝形态可以相互转化，主要分为单体铝　{Al³⁺、［Al（OH）］²⁺、［Al（OH）₂］⁺}、二聚体铝{［Al₂（OH）₂］⁴⁺}以及聚十三铝{［AlO₄Al₁₂（OH）₂₄（H₂O）₁₂］⁷⁺，简称Al₁₃聚合形态}和Al₁₃聚集体等。其中Al₁₃形态单个分子的粒度已经被鉴定为2.5nm，其聚集体的粒度为50～200nm。这种纳米级的Al₁₃及其聚集体形态在投入水中后，可以在一定的时间内具有稳定性而且能够保持其原有形态，能够取得优良的净水效果。大量的混凝科学研究以及应用实践结果表明，Al₁₃形态是PAC中最佳的凝聚混凝形态，Al₁₃含量的多少可以反映PAC制品的混凝行为和效能^{［10，11］}，所以制备纯度的Al₁₃已经成为今后PAC生产工艺的追求目标。Al₁₃聚合形态已经成为目前国内外研究学者关注的前沿热点问题。

“十一五”期间，我国针对纳米Al₁₃设立了专门的“863课题”，即“纳米型无机高分子絮凝剂制备技术”，主要是围绕优化制备高纯度纳米Al₁₃形态的方法及纳米Al₁₃形态的鉴定、生成转化规律及其分离、提纯方法等展开工作，通过这个课题，达到了预期的目标，合成出了高Al₁₃形态含量的PAC。目前，国内外对于高Al₁₃形态含量的PAC的制备方法及技术、Al₁₃形态的分离提纯及它的鉴定方法已经有了比较成熟的研究^{［12～20］}。近几年，关于Al₁₃的混凝行为和效果也有了部分报道^{［21～23］}，但大部分只是对Al₁₃去除颗粒、悬浮物以及可溶性有机物的效率做了简单的研究，关于Al₁₃的混凝行为和机理及其在水处理工艺中的应用还没有较为系统和深入的研究。