混凝是水处理工艺中最基础的单元之一。除了应用最为广泛的铝盐和铁盐混凝剂，新兴的钛盐和锆盐由于独特的混凝性能而备受关注，成为目前最具应用潜力的无机金属盐混凝剂(10.1016/j.chemosphere.2018.11.192; 10.1016/j.cej.2020.126837)。无机金属盐的水解-沉淀过程是其发挥混凝作用的关键。铝盐和铁盐的水溶液化学虽已得到了长足的发展，然而对金属盐的水解-沉淀过程的解析仍存在诸多问题：如误用平衡常数、忽视多核水解物种、缺乏配体影响研究等。此外，钛盐和锆盐混凝剂也正逐渐由低分子向高分子,单一向复合的药剂发展，因此为推动新型混凝剂的研发和应用亟需水解-沉淀相关的理论指导。
为准确对比四种无机金属盐作为混凝剂的优劣势和适用范围，本文通过热力学平衡计算与混凝实验相结合，从金属价态与浓度、配体浓度以及水的pH等关键因子出发，解析和验证了四种金属盐在有无配体存在下的形态分布，定量描述了多核水解物种在金属盐水解-沉淀过程中的贡献，并从溶液化学的角度揭示了水中常见配体影响混凝性能的内在机制。
该研究为无机金属盐混凝剂的研发和应用提供了理论基础，对于准确理解混凝性能和机制具有重要意义。论文以“基于水解-沉淀形态分布的金属盐混凝过程关键因子解析”为题于2021年1月18日在线发表于《中国科学:化学》(10.1360/SSC-2020-0221)。论文第一作者为博士研究生甘永海，通讯作者为张淑娟教授。本研究得到了国家重点研发计划(2019YFC0408302)和江苏省重点研发计划(BE2018702)的资助。