带您了解活性氧化铝及其制备与应用领域

日期：2021-03-29 浏览次数：次

活性氧(yang)化铝(lv)是(shi)非冶金(jin)级氧(yang)化铝(lv)行业的一个重(zhong)要(yao)分(fen)支，它是(shi)指γ、κ、θ、η、δ、χ等过渡相氧化铝(lv)以及含有部分(fen)水的氧化铝(lv)化合物（分(fen)子式Al2O3·nH2O，0≦n﹤1）。这些(xie)氧(yang)化铝的(de)共同的(de)特点是：比(bi)表(biao)面积大，多孔隙结(jie)构，以及(ji)合(he)理的(de)孔径分布。

按其用途可分为活性(xing)氧(yang)化铝(lv)吸附剂，活性(xing)氧(yang)化铝(lv)干燥机和活性(xing)氧(yang)化铝(lv)催化剂载体。在医(yi)药、化工、冶金、水质进化、化学(xue)分析、废气治理等领(ling)域(yu)等应用，此外，随着科学(xue)技术的发(fa)展(zhan)，活性(xing)氧(yang)化铝(lv)的应用领(ling)域(yu)也在不断(duan)扩宽。

一、活性氧(yang)化铝的性质

活性氧化(hua)铝(lv)的(de)主要参数是比(bi)表面(mian)积(ji)及孔(kong)径的(de)分(fen)布。通(tong)(tong)过选择(ze)不(bu)同(tong)品种的(de)原料。可以(yi)制备出(chu)不(bu)同(tong)比(bi)表面(mian)积(ji)的(de)活性氧化(hua)铝(lv)，通(tong)(tong)过加(jia)入添加(jia)剂的(de)方法，可以(yi)改变活性氧化(hua)铝(lv)的(de)孔(kong)径分(fen)布。

1、比表面积

从理论上讲，只要合理控制焙(bei)烧条件，可获得高达360m2/g的氧化铝产品，如果(guo)利(li)用NaAlO2分(fen)解所得胶装(zhuang)氢(qing)氧(yang)化铝而制得的活性氧(yang)化铝，其孔径非(fei)常细小，在(zai)一(yi)定条件下，可得到比表(biao)面积高(gao)达600m2/g的氧化铝产(chan)品。

2、孔径(jing)分布

Al(OH)3在加热(re)脱水时生成的H2O，在晶体内而形成很(hen)高的汽压，由(you)此产生分(fen)布很(hen)广的微孔，其孔径随着(zhe)Al(OH)3品种(zhong)的不同而不同。

一般来说，用纯氢(qing)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)铝(lv)(lv)培烧可(ke)(ke)以制得(de)(de)中等孔(kong)径的(de)产品。以铝(lv)(lv)胶等制得(de)(de)的(de)活性(xing)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)铝(lv)(lv)可(ke)(ke)以制得(de)(de)较(jiao)(jiao)小孔(kong)径的(de)产品，而在制备活性(xing)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)铝(lv)(lv)时加入(ru)某些有机物，如(ru)乙(yi)二醇(chun)、纤维，燃烧后可(ke)(ke)以制得(de)(de)较(jiao)(jiao)大孔(kong)径的(de)活性(xing)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)铝(lv)(lv)。

二、活性氧化铝(lv)的分(fen)类

活性氧(yang)(yang)(yang)化(hua)铝指的是中间态氧(yang)(yang)(yang)化(hua)铝，主要可以(yi)分为高温氧(yang)(yang)(yang)化(hua)铝、低温氧(yang)(yang)(yang)化(hua)铝和(he)ρ-Al2O3三(san)大类。

1、γ系列(lie)低温(wen)氧化铝(lv) 这(zhei)种形态的产品在不(bu)超过(guo)600℃的温(wen)度条件下脱水生成。包含(han)ρ-氧化铝(lv)、χ-氧化铝，η-氧(yang)化铝、γ-氧化铝、结晶(jing)情况不好(hao)。

2、δ系(xi)列高温氧(yang)化铝这类氧(yang)化铝基本是(shi)在(zai)800℃～1000℃天然产物称为分子剂，包括k-氧化铝、θ-氧化(hua)铝，δ-氧化铝等相对(dui)来(lai)说结晶(jing)情况较好。

3、ρ-氧(yang)化(hua)(hua)铝(lv) 这(zhei)种(zhong)活性(xing)氧(yang)化(hua)(hua)铝(lv)是一种(zhong)不定形体，是三水(shui)铝(lv)石快速加(jia)热脱水(shui)而(er)成(cheng)的(de)，它有一个(ge)很重要的(de)特(te)性(xing)：再水(shui)化(hua)(hua)。根据其水(shui)化(hua)(hua)特(te)性(xing)，可以制(zhi)备出许多不同(tong)品种(zhong)的(de)活性(xing)氧(yang)化(hua)(hua)铝(lv)制(zhi)品。

ρ- Al2O3 +6H2O→Al2O3·H2O→Al2O3·3H2O

这些过渡(du)态(tai)相(xiang)的氧化铝(lv)在化学成分(fen)上相(xiang)近，只是(shi)由于其(qi)晶体结(jie)构不同，一般采用X衍射(she)图形分(fen)析特征峰(feng)以区分(fen)品种，也可由其根源及加工过程来(lai)推断。

三、活性氧(yang)化铝粉体的制(zhi)备(bei)

活性氧(yang)化铝粉体是将氢氧(yang)化铝，拟(ni)水(shui)薄石等氧(yang)化铝水(shui)合(he)物与不用添加剂混合(he)后，控制不同的焙烧条件而制得的。如下为活性氧(yang)化铝的工艺(yi)流程(cheng)图：

（图1活性氧(yang)化铝(lv)的工艺流程图）

1、活性铝土矿(kuang)

活(huo)(huo)性(xing)铝(lv)土(tu)矿是活(huo)(huo)性(xing)氧(yang)(yang)化(hua)铝(lv)系列最古老的产品之一(yi)。活(huo)(huo)性(xing)铝(lv)土(tu)矿是用活(huo)(huo)性(xing)氧(yang)(yang)化(hua)铝(lv)含量(liang)最高的三水铝(lv)石型矿物，在400～800℃的温度范围(wei)内脱水，然后破碎、筛分而得到的粒状品。

由于原料没有经(jing)过纯化，杂质(zhi)元素含量(liang)较高，主要(yao)杂质(zhi)是(shi)Fe2O3、SiO2、TiO2等；比表面积不高，处于70～150m2 /g之间。这(zhei)些(xie)不利因素(su)限制(zhi)了活性铝土矿(kuang)的应用(yong)，因此它只能被用(yong)作要求(qiu)不高的脱色、脱水等操作，这(zhei)种产(chan)品已逐步为其(qi)它活性氧化铝所代替(ti)。

2、活性(xing)结疤颗粒

活性(xing)(xing)结疤(ba)颗粒继(ji)活性(xing)(xing)铝土矿之后(hou)的活性(xing)(xing)氧化(hua)铝制品(pin)。在(zai)氧化(hua)铝生产(chan)过程中，由分(fen)解槽清理出来的结疤(ba)料，在(zai)400～600℃进行活化，然(ran)后破碎(sui)、筛分而得到(dao)一种坚硬的无(wu)尘(chen)产品(pin)，这种产品(pin)的生产必须经(jing)过脱碱处理，流程图如下(xia)：

（图2活(huo)性(xing)结疤颗粒生产流程(cheng)图）

3、由ρ-氧化铝(lv)制备(bei)

主要(yao)是(shi)利(li)用ρ-Al2O3的(de)再水化(hua)特性，水化(hua)后(hou)的(de)拜尔(er)石可以起到粘接作(zuo)用，在焙烧时又成为活(huo)性氧(yang)化(hua)铝。

以ρ-氧(yang)化(hua)铝生产活性氧(yang)化(hua)铝制(zhi)(zhi)品(pin)(pin)可以(yi)将(jiang)制(zhi)(zhi)品(pin)(pin)做成各(ge)种各(ge)样(yang)的(de)形状(zhuang)，甚至可以(yi)将(jiang)某些催化(hua)剂主体(ti)直接(jie)和活性氧(yang)化(hua)铝配制(zhi)(zhi)成粉体(ti)，从而制(zhi)(zhi)成某些特殊形状(zhuang)的(de)活性氧(yang)化(hua)铝制(zhi)(zhi)品(pin)(pin)。

4、由拟水薄石制备

拟薄水(shui)铝(lv)石在加(jia)入(ru)酸(suan)(如(ru)H2SO4 、HAC等(deng))的(de)(de)情况下，有一部分(fen)颗(ke)粒可(ke)以水解而成为铝胶，与(yu)氢铝微粉(fen)混合后，可(ke)以制备(bei)出不同形状及(ji)性能的(de)(de)活性氧化铝制品。

四、活(huo)性(xing)氧化铝的应用(yong)领域

活性氧(yang)化铝的应用领域(yu)主要是(shi)吸附领域(yu)和催(cui)化剂领域(yu)。下文将为大家举(ju)例说(shuo)明。

1、在液体干燥(zao)上的应用

活性(xing)氧(yang)化(hua)铝和(he)水有(you)很强的(de)亲合力(li)，因此(ci)它对气体中(zhong)水份(fen)的(de)干燥(zao)(zao)能力(li)是非常强的(de)，在工业应用的(de)干燥(zao)(zao)剂(ji)中(zhong)，氯化(hua)钙、硅胶(jiao)、氧(yang)化(hua)钙等的(de)干燥(zao)(zao)能力(li)均低于(yu)活性(xing)氧(yang)化(hua)铝，只有(you)氧(yang)化(hua)钡的(de)干燥(zao)(zao)能力(li)稍高于(yu)活性(xing)氧(yang)化(hua)铝。

同(tong)时由于(yu)氧化铝(lv)的(de)化学稳(wen)定(ding)性较(jiao)好，只(zhi)有很少(shao)一(yi)部分气(qi)(qi)(qi)体(ti)和它(ta)起化学反应，可用于(yu)干燥乙炔(gui)、氢气(qi)(qi)(qi)、氧气(qi)(qi)(qi)、空气(qi)(qi)(qi)、氮气(qi)(qi)(qi)等二十(shi)余种气(qi)(qi)(qi)体(ti)。

2、在水质(zhi)净化上(shang)的应用(yong)

活性氧化铝在水质净化领域(yu)的(de)(de)发展是非常迅速的(de)(de)，对水质的(de)(de)处理主(zhu)要集(ji)中(zhong)在氟化物的(de)(de)去除(chu)；颜(yan)色及气味的(de)(de)消除(chu)；磷酸盐的(de)(de)去除(chu)等(deng)方(fang)面。