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带您了解活性氧化铝及其制备与应用领域
日期:2021-04-23    浏览次数:
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活性氧(yang)化(hua)铝(lv)是(shi)非冶(ye)金(jin)级氧(yang)化(hua)铝(lv)行业的一(yi)个(ge)重要分支,它是(shi)指γ、κ、θ、η、δ、χ等过渡相氧化(hua)(hua)铝以及(ji)含有部(bu)分水的氧化(hua)(hua)铝化(hua)(hua)合物(分子(zi)式Al2O3·nH2O,0≦n﹤1)。这些氧化(hua)(hua)铝的共同的特点(dian)是(shi):比表面积大,多孔隙结构,以及(ji)合理的孔径分布。  

 

按其用途可分(fen)为活性氧(yang)化(hua)铝(lv)吸(xi)附剂,活性氧(yang)化(hua)铝(lv)干燥(zao)机(ji)和(he)活性氧(yang)化(hua)铝(lv)催化(hua)剂载体。在医药、化(hua)工、冶金、水(shui)质进化(hua)、化(hua)学分(fen)析、废气(qi)治理等领(ling)域等应(ying)用,此外,随着科学技术(shu)的发展,活性氧(yang)化(hua)铝(lv)的应(ying)用领(ling)域也在不断扩(kuo)宽。  

 

一、活性(xing)氧化铝的性(xing)质(zhi)

活性(xing)氧(yang)化(hua)铝的(de)主要参数(shu)是比表面积(ji)(ji)及(ji)孔径(jing)的(de)分(fen)布(bu)(bu)。通(tong)(tong)过选(xuan)择不(bu)同品种的(de)原料。可以制(zhi)备出不(bu)同比表面积(ji)(ji)的(de)活性(xing)氧(yang)化(hua)铝,通(tong)(tong)过加入添加剂(ji)的(de)方(fang)法,可以改变活性(xing)氧(yang)化(hua)铝的(de)孔径(jing)分(fen)布(bu)(bu)。  

 

1、比表(biao)面积

从理论上讲,只(zhi)要(yao)合(he)理控制焙烧(shao)条件,可获得(de)高达360m2/g的氧化(hua)(hua)铝产品(pin),如果利用NaAlO2分(fen)解所得(de)胶装氢氧化(hua)(hua)铝而(er)制得(de)的活性氧化(hua)(hua)铝,其孔径非(fei)常细小,在(zai)一定条(tiao)件下(xia),可得(de)到比表(biao)面积高(gao)达600m2/g的氧化(hua)(hua)铝产品(pin)。  

 

2、孔径(jing)分布

Al(OH)3在(zai)加热脱水时生(sheng)成的H2O,在(zai)晶体(ti)内而(er)形成很高的汽压,由此产生(sheng)分布很广(guang)的微(wei)孔(kong),其孔(kong)径随着Al(OH)3品种的不同(tong)而(er)不同(tong)。  

 

一般来说(shuo),用纯氢(qing)氧化(hua)铝(lv)(lv)培烧可以制(zhi)得(de)中等孔径(jing)的产(chan)品。以铝(lv)(lv)胶等制(zhi)得(de)的活性氧化(hua)铝(lv)(lv)可以制(zhi)得(de)较(jiao)小孔径(jing)的产(chan)品,而在制(zhi)备活性氧化(hua)铝(lv)(lv)时加(jia)入某些有机物,如乙二(er)醇、纤(xian)维,燃烧后可以制(zhi)得(de)较(jiao)大孔径(jing)的活性氧化(hua)铝(lv)(lv)。  

 

二、活性氧化铝的分类

活性氧(yang)化铝(lv)(lv)指的(de)是中间(jian)态氧(yang)化铝(lv)(lv),主要可以(yi)分为(wei)高温(wen)氧(yang)化铝(lv)(lv)、低温(wen)氧(yang)化铝(lv)(lv)和ρ-Al2O3三大类。  

 

1、γ系(xi)列(lie)低温氧(yang)(yang)化铝(lv)(lv)(lv)(lv) 这种形态的(de)产品在不超过(guo)600℃的(de)温度条件下(xia)脱水生成。包含ρ-氧(yang)(yang)化铝(lv)(lv)(lv)(lv)、χ-氧(yang)(yang)化铝(lv)(lv)(lv)(lv),η-氧(yang)(yang)化铝(lv)(lv)(lv)(lv)、γ-氧(yang)(yang)化铝(lv)(lv)(lv)(lv)、结晶情况(kuang)不好。  

 

2、δ系列(lie)高温(wen)氧化铝 这类氧化铝基本是在800℃~1000℃天然产物(wu)称为分子剂,包括k-氧化铝、θ-氧化铝,δ-氧化铝等相对来说结(jie)晶情(qing)况较(jiao)好。  

 

3、ρ-氧(yang)化(hua)铝 这种(zhong)活性(xing)氧(yang)化(hua)铝是一种(zhong)不定形体,是三水(shui)铝石快(kuai)速(su)加(jia)热脱水(shui)而成(cheng)的(de),它有一个很(hen)重要的(de)特性(xing):再水(shui)化(hua)。根据其水(shui)化(hua)特性(xing),可以制(zhi)备出许多不同品(pin)种(zhong)的(de)活性(xing)氧(yang)化(hua)铝制(zhi)品(pin)。  

ρ- Al2O3 +6H2O→Al2O3·H2O→Al2O3·3H2O

 

这些(xie)过渡(du)态相的氧化铝在化学成分(fen)上相近,只是由于其晶体(ti)结构(gou)不(bu)同(tong),一般采用X衍(yan)射(she)图(tu)形分(fen)析特征(zheng)峰以区分(fen)品种(zhong),也可由其根源及加工(gong)过程(cheng)来推断。  

 

三、活性氧(yang)化铝粉体的(de)制备

活性氧化铝粉体是将氢氧化铝,拟水薄石等氧化铝水合物与不用添加(jia)剂混合后(hou),控(kong)制不同的焙烧(shao)条件而制得的。如下为活性氧化铝的工艺流程图(tu):  

 

1活性氧化铝(lv)的工艺(yi)流程图

 

1、活性铝土矿

活性铝土(tu)矿(kuang)是活性氧化铝系列最古老的产(chan)品之(zhi)一。活性铝土(tu)矿(kuang)是用(yong)活性氧化铝含量(liang)最高的三水铝石型矿(kuang)物,在400~800℃的温度范围内脱水,然后破碎、筛分而得到的粒状品。  

 

由于原(yuan)料没有(you)经(jing)过(guo)纯(chun)化(hua),杂(za)质元素含量较高,主要杂(za)质是Fe2O3、SiO2、TiO2等(deng);比表面积不高(gao),处(chu)于70~150m2 /g之间。这些(xie)不利因素(su)限制了活性铝土矿的应用,因此它只能被用作(zuo)(zuo)要求(qiu)不高(gao)的脱色、脱水等(deng)操作(zuo)(zuo),这种产品已逐步为其(qi)它活性氧(yang)化铝所代(dai)替(ti)。  

 

2、活(huo)性结(jie)疤颗粒(li)

活性(xing)结(jie)疤颗粒继活性(xing)铝(lv)土矿之后的(de)(de)活性(xing)氧化铝(lv)制品(pin)。在氧化铝(lv)生产过程中,由(you)分解(jie)槽清理(li)出来的(de)(de)结(jie)疤料(liao),在400~600℃进(jin)行活化,然后破碎、筛(shai)分(fen)而得(de)到一种坚(jian)硬的无尘产品,这(zhei)种产品的生(sheng)产必须经过(guo)脱(tuo)碱处理,流(liu)程图如下(xia):  

2活(huo)性结疤颗粒生产流程图

 

3、ρ-氧(yang)化(hua)铝(lv)制备

主要是利用ρ-Al2O3的(de)再水(shui)化(hua)特性(xing),水(shui)化(hua)后的(de)拜(bai)尔(er)石(shi)可以(yi)起到粘接作用,在焙烧时又成为活性(xing)氧化(hua)铝(lv)。  

 

ρ-氧化(hua)铝(lv)(lv)(lv)生产活(huo)性氧化(hua)铝(lv)(lv)(lv)制品(pin)可以将制品(pin)做成(cheng)各种(zhong)各样(yang)的(de)形状(zhuang),甚至可以将某些(xie)催(cui)化(hua)剂主(zhu)体直接(jie)和(he)活(huo)性氧化(hua)铝(lv)(lv)(lv)配制成(cheng)粉体,从而制成(cheng)某些(xie)特殊形状(zhuang)的(de)活(huo)性氧化(hua)铝(lv)(lv)(lv)制品(pin)。  

 

4、由拟(ni)水薄石(shi)制备(bei)

拟薄(bo)水铝石(shi)在加入(ru)酸(如H2SO4 、HAC等(deng))的(de)情况下,有一(yi)部(bu)分(fen)颗粒(li)可以水解而成(cheng)为铝胶,与氢铝微粉(fen)混(hun)合后,可以制备出不同(tong)形状及性(xing)(xing)能的(de)活性(xing)(xing)氧(yang)化(hua)铝制品。  

 

四、活性氧化铝的应用领(ling)域(yu)

活性氧化铝的应用领域主要是吸附(fu)领域和催化剂领域。下(xia)文将为大家举例说(shuo)明。  

 

1、在液体干燥上(shang)的应用(yong)

活性(xing)(xing)氧(yang)化(hua)铝和水(shui)有(you)很强(qiang)的(de)亲合力,因此(ci)它对气体中水(shui)份(fen)的(de)干燥能力是非常(chang)强(qiang)的(de),在工业应用的(de)干燥剂中,氯化(hua)钙、硅胶、氧(yang)化(hua)钙等的(de)干燥能力均低于活性(xing)(xing)氧(yang)化(hua)铝,只有(you)氧(yang)化(hua)钡(bei)的(de)干燥能力稍高于活性(xing)(xing)氧(yang)化(hua)铝。    

 

 

同(tong)时由于氧化铝的化学稳定性较好(hao),只有很少一部(bu)分气(qi)(qi)(qi)体和它起化学反应,可用于干燥乙炔、氢气(qi)(qi)(qi)、氧气(qi)(qi)(qi)、空气(qi)(qi)(qi)、氮(dan)气(qi)(qi)(qi)等(deng)二十余(yu)种气(qi)(qi)(qi)体。  

 

2、在水质(zhi)净化(hua)上的(de)应用

活性氧化铝在水(shui)质净化领域的发展是非常迅(xun)速的,对水(shui)质的处理主要集(ji)中在氟化物的去除;颜色(se)及气味的消除;磷酸(suan)盐的去除等方面。    

活性氧化铝(lv)对以上三个(ge)方(fang)面的净化效果非常好(hao),而且(qie)再生方(fang)法简(jian)单,价格适宜。  

 

3、在催化剂(ji)领域的应用(yong)

活(huo)性(xing)氧化(hua)铝在(zai)许(xu)多(duo)工业(ye)催化(hua)领域可用,此外氧化(hua)铝也可用作催化(hua)剂活(huo)性(xing)组分的载体。  

 

参考文献:

杨(yang)重禹/氧(yang)化(hua)铝生(sheng)产工艺(yi)学

 

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