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帶您了解活性氧化鋁及其制備與應用領域

日期：2021-03-29 瀏覽次數：次

活性(xing)氧化(hua)鋁(lv)是(shi)非冶金(jin)級氧化(hua)鋁(lv)行業(ye)的(de)一個重要分支，它是(shi)指γ、κ、θ、η、δ、χ等過渡相氧化鋁以及含有(you)部(bu)分水的氧化鋁化合物(wu)（分子式Al2O3·nH2O，0≦n﹤1）。這些氧化鋁的(de)共同的(de)特(te)點是(shi)：比表面積大，多孔隙(xi)結構(gou)，以及合理的(de)孔徑(jing)分布(bu)。

按其用途可分為活性(xing)(xing)(xing)氧化(hua)(hua)(hua)鋁(lv)吸附劑，活性(xing)(xing)(xing)氧化(hua)(hua)(hua)鋁(lv)干燥機和活性(xing)(xing)(xing)氧化(hua)(hua)(hua)鋁(lv)催(cui)化(hua)(hua)(hua)劑載體(ti)。在醫藥(yao)、化(hua)(hua)(hua)工(gong)、冶金、水質進(jin)化(hua)(hua)(hua)、化(hua)(hua)(hua)學(xue)分析、廢(fei)氣(qi)治理等領(ling)域等應用，此外，隨著科學(xue)技術的發展(zhan)，活性(xing)(xing)(xing)氧化(hua)(hua)(hua)鋁(lv)的應用領(ling)域也在不斷擴寬。

一、活(huo)性氧化鋁的性質

活性(xing)氧化鋁的主要參數(shu)是(shi)比(bi)表(biao)面(mian)積及孔徑的分(fen)(fen)布。通過選擇不同品種的原料。可以制備(bei)出不同比(bi)表(biao)面(mian)積的活性(xing)氧化鋁，通過加(jia)入添加(jia)劑的方法，可以改變活性(xing)氧化鋁的孔徑分(fen)(fen)布。

1、比表面(mian)積

從理(li)論上講，只要合理(li)控制焙燒條件，可獲(huo)得高(gao)達(da)360m2/g的氧化鋁(lv)產品，如果利用NaAlO2分解所得(de)膠裝氫氧化(hua)鋁(lv)而制得(de)的活性氧化(hua)鋁(lv)，其孔(kong)徑非常細小，在(zai)一定條件下，可得(de)到(dao)比表面積(ji)高達600m2/g的(de)氧化鋁產(chan)品。

2、孔徑分布(bu)

Al(OH)3在加熱(re)脫水時生成的H2O，在晶體內而形(xing)成很高的汽壓，由此產生分(fen)布很廣的微孔，其孔徑隨著(zhu)Al(OH)3品種(zhong)的(de)不(bu)同而(er)不(bu)同。

一般來說，用(yong)純氫氧(yang)(yang)(yang)(yang)化鋁(lv)培燒(shao)可(ke)以制(zhi)(zhi)得中等孔徑的產(chan)品。以鋁(lv)膠等制(zhi)(zhi)得的活性氧(yang)(yang)(yang)(yang)化鋁(lv)可(ke)以制(zhi)(zhi)得較(jiao)小(xiao)孔徑的產(chan)品，而在制(zhi)(zhi)備活性氧(yang)(yang)(yang)(yang)化鋁(lv)時加入(ru)某些有機物，如乙二醇、纖(xian)維，燃燒(shao)后可(ke)以制(zhi)(zhi)得較(jiao)大孔徑的活性氧(yang)(yang)(yang)(yang)化鋁(lv)。

二、活性(xing)氧化鋁的分類

活性氧(yang)化(hua)鋁(lv)指的是中(zhong)間態氧(yang)化(hua)鋁(lv)，主要(yao)可(ke)以分(fen)為高溫(wen)氧(yang)化(hua)鋁(lv)、低溫(wen)氧(yang)化(hua)鋁(lv)和(he)ρ-Al2O3三大(da)類。

1、γ系列低(di)溫(wen)氧化(hua)鋁這種(zhong)形態的產品在不(bu)超(chao)過600℃的溫度條件下脫(tuo)水生(sheng)成。包含ρ-氧化鋁、χ-氧化鋁，η-氧化鋁(lv)、γ-氧化鋁、結晶情況(kuang)不好。

2、δ系列高溫(wen)氧(yang)化鋁這類氧(yang)化鋁基本是在800℃～1000℃天然(ran)產物(wu)稱為(wei)分子劑，包(bao)括(kuo)k-氧化鋁、θ-氧化鋁(lv)，δ-氧化鋁等相(xiang)對來說結晶情(qing)況較好。

3、ρ-氧化(hua)(hua)鋁這種活(huo)性(xing)氧化(hua)(hua)鋁是一(yi)種不定(ding)形(xing)體，是三水鋁石快速加(jia)熱脫(tuo)水而成的，它有一(yi)個很重要(yao)的特性(xing)：再水化(hua)(hua)。根據其(qi)水化(hua)(hua)特性(xing)，可以制備(bei)出許多不同品種的活(huo)性(xing)氧化(hua)(hua)鋁制品。

ρ- Al2O3 +6H2O→Al2O3·H2O→Al2O3·3H2O

這些過渡態相的氧化鋁在化學(xue)成分(fen)上相近(jin)，只是由于其晶體結構不同，一般(ban)采用X衍射圖形分析(xi)特征峰以區分品種(zhong)，也可由其根源及加工過程來推斷(duan)。

三、活性氧化鋁粉體的制備(bei)

活(huo)性氧化鋁粉體是將氫氧化鋁，擬水(shui)薄石等氧化鋁水(shui)合物(wu)與不用添加劑混合后，控制不同的(de)焙燒條件而制得(de)的(de)。如下(xia)為(wei)活(huo)性氧化鋁的(de)工藝流程圖：

（圖1活性氧化鋁的工藝流程圖）

1、活性鋁土礦

活性(xing)(xing)鋁(lv)(lv)土礦(kuang)是(shi)活性(xing)(xing)氧化(hua)鋁(lv)(lv)系(xi)列最(zui)(zui)古老的產(chan)品(pin)之(zhi)一。活性(xing)(xing)鋁(lv)(lv)土礦(kuang)是(shi)用活性(xing)(xing)氧化(hua)鋁(lv)(lv)含量最(zui)(zui)高的三水鋁(lv)(lv)石型礦(kuang)物，在400～800℃的溫度(du)范圍內脫水，然后(hou)破碎、篩分而得到的粒狀品。

由于原料沒有經過純(chun)化，雜質元(yuan)素含量較(jiao)高，主要雜質是Fe2O3、SiO2、TiO2等；比表面(mian)積不高，處于(yu)70～150m2 /g之間。這些不利因(yin)素(su)限制了活性(xing)鋁(lv)(lv)土礦的應用，因(yin)此它只(zhi)能被用作要求不高的脫色(se)、脫水等操作，這種產(chan)品(pin)已逐(zhu)步(bu)為其它活性(xing)氧化(hua)鋁(lv)(lv)所代替。

2、活性結疤顆粒

活性結疤顆(ke)粒(li)繼活性鋁土礦之后的(de)活性氧化鋁制(zhi)品(pin)。在(zai)氧化鋁生(sheng)產過程中(zhong)，由分解(jie)槽清理(li)出來(lai)的(de)結疤料，在(zai)400～600℃進行活(huo)化，然(ran)后破碎、篩分而(er)得(de)到一種堅硬的(de)無(wu)塵產(chan)品，這(zhe)種產(chan)品的(de)生產(chan)必(bi)須經過脫堿(jian)處(chu)理，流(liu)程圖(tu)如下：

（圖2活性(xing)結疤顆粒生產(chan)流程(cheng)圖）

3、由ρ-氧(yang)化鋁制備

主要(yao)是利用ρ-Al2O3的再(zai)水化特(te)性，水化后的拜爾石可以起(qi)到粘接(jie)作用，在焙燒時又成(cheng)為活性氧化鋁。

以ρ-氧化(hua)(hua)鋁生產活(huo)性氧化(hua)(hua)鋁制品可(ke)以將(jiang)制品做成各種各樣的(de)形狀，甚(shen)至可(ke)以將(jiang)某些催(cui)化(hua)(hua)劑主體直接和(he)活(huo)性氧化(hua)(hua)鋁配制成粉體，從而制成某些特(te)殊形狀的(de)活(huo)性氧化(hua)(hua)鋁制品。

4、由擬(ni)水薄石制備

擬薄水鋁石在加(jia)入酸(如H2SO4 、HAC等)的情(qing)況下，有一部分顆粒可(ke)以(yi)水解而成為鋁(lv)膠，與氫鋁(lv)微粉混合后，可(ke)以(yi)制(zhi)備(bei)出不同形(xing)狀及性(xing)能的活性(xing)氧(yang)化鋁(lv)制(zhi)品。

四、活性氧化鋁(lv)的應(ying)用領(ling)域

活性氧化鋁的應(ying)用領域(yu)主要是吸附領域(yu)和催化劑領域(yu)。下文將為大(da)家(jia)舉(ju)例說明。

1、在液體干燥(zao)上(shang)的(de)應用

活(huo)性氧化鋁和水(shui)有很強的(de)親合力(li)，因此(ci)它對氣體中水(shui)份的(de)干燥(zao)(zao)(zao)能力(li)是非常強的(de)，在工業應(ying)用的(de)干燥(zao)(zao)(zao)劑中，氯化鈣、硅膠、氧化鈣等的(de)干燥(zao)(zao)(zao)能力(li)均(jun)低(di)于(yu)活(huo)性氧化鋁，只有氧化鋇(bei)的(de)干燥(zao)(zao)(zao)能力(li)稍高于(yu)活(huo)性氧化鋁。

同時(shi)由于氧(yang)化鋁(lv)的化學(xue)穩定性較好，只有很少一部分氣(qi)體(ti)和它起(qi)化學(xue)反應，可(ke)用于干燥乙炔、氫(qing)氣(qi)、氧(yang)氣(qi)、空氣(qi)、氮氣(qi)等(deng)二十余(yu)種氣(qi)體(ti)。

2、在水(shui)質凈(jing)化(hua)上的應用

活性(xing)氧化鋁在水(shui)(shui)質凈化領域的(de)發展是非常迅(xun)速的(de)，對(dui)水(shui)(shui)質的(de)處理主要集中(zhong)在氟化物的(de)去(qu)(qu)除(chu)；顏色及氣(qi)味的(de)消除(chu)；磷(lin)酸鹽的(de)去(qu)(qu)除(chu)等方面。