混凝是重要的水处理方法之一,目前混凝工艺中普遍采用铝系混凝剂,铝系混凝剂作为混凝剂时,会使处理水中残余铝增大,国外研究已经证明,铝会导致老年痴呆症,因此,目前国际上铁系混凝剂研究开发越来越受到人们的重视。本文研究了新型混凝剂聚合硅酸铁（PSF）的合成方法,并对合成的PSF进行了表征。PSF属于无机复合高分子混凝剂,制备时是将铁盐引入聚硅酸中,因此PSF同时具备聚硅酸和铁系混凝剂的优点,是今后国内外无机高分子混凝剂研究的方向。考察了活化pH值、SiO₂含量及温度对聚硅酸聚合度的影响,发现活化pH为2³、SiO2含量为6⁷%、温度为25℃为聚硅酸的优化合成条件。研究了Si/Fe摩尔比及熟化时间对PSF混凝性能的影响,表明Si/Fe=1/1时及熟化时间达到35min以后,PSF的混凝性能较好。通过烧杯搅拌实验,对比研究了PSF与聚合硫酸铁（PFS）、聚合氯化铝铁（PAF）的混凝性能,结果表明:PSF的最佳投量为0.22 mmol/L,PAF、PFS的最佳投量分别为0.27 mmol/L、0.32 mmol/L。PSF对高锰酸盐指数的去除率比PFS、PAF分别高出43%、24%,对UV254的去除率分别高出22%、31%,对TOC的去除率高出30%以上。PSF在pH值为5¹3的范围内具有良好的除浊效果。PSF处理水后铝、铁含量较低,分别为0.10mg/L及0.15 mg/L,满足饮用水水质标准要求。采用多种分析手段对不同Si/Fe比的PSF进行了表征。Fe-ferron逐时络合比色法及透射电镜的结果表明PSF是具有明显链网状特征的聚合体,并且随Si/Fe比的增大,PSF进一步向网状结构转化,聚合物尺寸明显增大。X-射线衍射的结果表明PSF中铁、硅、添加剂等在固体样品中的存在形式为非晶态,与聚硅酸共同形成了无定形聚合物。红外光谱的研究表明,PSF中的铁离子及水解产物与聚硅酸发生了反应,生成了多羟基硅铁复合聚合物。根据经典的混凝理论及前人的研究成果,初步探讨了PSF的混凝机理,认为PSF同时具有电中和及吸附架桥作用。