近年来，无机高分子絮凝剂的研制已经成为了一大热点，也出现了许多制备方法，如化学酸溶法、中和法、电渗析法和热分解法等。这些方法的缺点是产品的质量不够稳定，絮凝有效成分Alb含量低。电解法能够制备出符合设计要求的碱化度，能够有效地控制Alb的含量，但在电解过程中的极化现象是制约其应用的一大因素。我们结合电化学合成法的优点和抑制极化现象的方法在实验室合成了聚合氯化铝(PAC)絮凝剂。
1 试验部分
1.1 试验原料
电源：武汉科林环保公司生产；输出电压0～15V；输出电流0～10A。
电极：阴、阳极均为铝片(纯度99%)。试剂：试验中的试剂均为分析纯。
1.2 PAC的合成在通过单因素试验确定合成的最佳条件下，合成过程中各条件的确定均以产品中的聚合体(Alb+Alc)含量为标准，即尽量合成到高含量的聚合体。聚合体的检测采用8-羟基喹啉盐萃取比色法。
1.3 合成试样中聚合体的形态分布测定在刚刚停止电解和制备液陈化24h后，采用Al-Ferron逐时络合比色法测定聚合物的形态分布。
1.4 絮凝试验试验水样为自来水和高岭土配制的模拟水样，pH为7左右。试验时每次取水样100mL，加入一定量的絮凝剂(同时与市售的PAC、普通电解法制备的絮凝剂E-PAC、AlCl3絮凝剂相比)，在200r/min转速下搅拌2min，在50～60r/min下搅拌5min，静置沉淀10min，取上清液进行吸光度的测定。
2 结果与讨论
2.1 合成工艺条件试验从按照MINEQL模式计算程序[3，4]模拟计算的一次加碱和微量加碱制备的聚合体溶液中的聚合体水解形态分布来看，Alb质量分数可高达80%以上，对应的碱化度为2.4，因电解制备液经过一段时间陈化以后Alb的含量会增加，Ala的含量会减少，故本试验设计的碱化度B为2.2。其他试验条件和结果见图1～图4。

从图1可以看出：随着电流密度的增加，聚合体Alb含量增加，当电流密度达到6A/dm2左右时，聚合体Alb含量达到最高，随后逐渐下降。主要原因是电流密度越大则加碱速度越快；加碱过快则溶液中缺少足够铝的八面体形态形成，因而不利于Alb的形成。故最佳的电流密度为6A/dm2。
图2表明，随电解槽电压增大，产品中聚合体Alb含量增加，增加到一定程度后趋于平稳。其主要原因是当电压达到一定值以后阴极不再析铝而是析氧，并且电压升高电解溶液温度也升高，最终导致铝的水解加剧，显然不利于Alb的形成。故电解槽电压选为2V。
由图3可见，随脉冲倒极周期的延长，聚合体Alb的含量逐渐下降，但变化不大。考虑到设备的使用寿命和经济效益，脉冲倒极周期选用1s。
图4表明，随电解液初始浓度的增加，产品中聚合体Alb含量也增加，但增加不是很明显。当电解产物中总铝(AlT)浓度达到2mol/L时，产品不够稳定，所以电解液初始浓度应控制在0.6mol/L以内。
2.2 最佳工艺条件下极化现象的观察在整个电解过程中，阴、阳极都有大量气泡产生，溶液逐渐浑浊，电解结束时溶液为灰色悬浊液体，底部有微量沉淀。整个电解过程中电压和电流可以维持恒定，没有出现随电解时间的延长而靠升高电解槽电压来维持恒定电流。这说明整个过程因自动倒极电流使电极极化和溶差极化得到了很好的控制。电解液静置24h以后，沉淀消失，溶液稳定取上清液进行分析，结果见表1。
2.3 混凝效果试验为检验本电解法制备的聚合氯化铝(简称RE-PAC)的水处理性能，将其与市售PAC(唐山东昌公司生产)、普通电解法制备的聚合氯化铝(简称E-PAC)和三氯化铝进行了絮凝性能对比试验，结果如图5所示。

图5表明，在相同的药剂投加量下，RE-PAC对水样浊度的去除效率比其他几种都高。试样中铝的形态分布结果见表1。
3 结论
a)用倒极电解法合成PAC的最佳工艺条件为：电解槽电压2V；电流密度6A/dm2；脉冲倒极周期1s；电解液的初始浓度不应大于0.6mol/L。b)采用本法合成PAC能够有效地抑制极化现象，为解决电解过程中的极化问题提供了新的思路。c)本法合成的PAC的絮凝效果优于市售PAC、普通电解法制备的PAC及三氯化铝的絮凝效果。