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帶您了解活性氧化鋁及其制備與應用領域

日期：2021-04-23 瀏覽次數：次

活性氧(yang)化(hua)鋁(lv)是非(fei)冶(ye)金級氧(yang)化(hua)鋁(lv)行業的(de)一個重要分支，它是指γ、κ、θ、η、δ、χ等(deng)過渡相氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鋁以及含有部分(fen)水的(de)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鋁化(hua)(hua)(hua)合物（分(fen)子式(shi)Al2O3·nH2O，0≦n﹤1）。這些氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鋁的(de)共同的(de)特點是：比(bi)表面積大，多孔(kong)隙結構，以及合理的(de)孔(kong)徑分(fen)布。

按其用(yong)途可分(fen)為活(huo)性(xing)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鋁(lv)(lv)吸(xi)附劑，活(huo)性(xing)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鋁(lv)(lv)干燥機(ji)和(he)活(huo)性(xing)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鋁(lv)(lv)催化(hua)(hua)劑載體。在(zai)醫(yi)藥、化(hua)(hua)工(gong)、冶金(jin)、水質(zhi)進化(hua)(hua)、化(hua)(hua)學分(fen)析(xi)、廢氣治(zhi)理等領域(yu)(yu)等應(ying)用(yong)，此外，隨著科學技術的發展，活(huo)性(xing)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鋁(lv)(lv)的應(ying)用(yong)領域(yu)(yu)也在(zai)不斷(duan)擴寬(kuan)。

一(yi)、活性氧化鋁(lv)的性質

活性氧化鋁的(de)主(zhu)要(yao)參數是比表(biao)面積(ji)及孔(kong)徑的(de)分(fen)布(bu)。通過選擇(ze)不(bu)同品種的(de)原料。可以(yi)制備出(chu)不(bu)同比表(biao)面積(ji)的(de)活性氧化鋁，通過加(jia)入添加(jia)劑的(de)方法(fa)，可以(yi)改變活性氧化鋁的(de)孔(kong)徑分(fen)布(bu)。

1、比表面積

從理(li)論(lun)上(shang)講，只要(yao)合理(li)控制焙(bei)燒(shao)條(tiao)件，可獲得高(gao)達360m2/g的(de)氧(yang)化鋁(lv)產(chan)品，如果利(li)用NaAlO2分解所得膠裝氫氧(yang)化鋁(lv)而(er)制得的(de)活性氧(yang)化鋁(lv)，其孔(kong)徑非(fei)常細小，在一定條件下，可得到(dao)比表面(mian)積高達600m2/g的(de)氧(yang)化鋁(lv)產(chan)品。

2、孔(kong)徑(jing)分布

Al(OH)3在加(jia)熱脫水時生成的(de)H2O，在晶體內而形(xing)成很高的(de)汽壓(ya)，由此(ci)產生分(fen)布很廣的(de)微孔(kong)，其(qi)孔(kong)徑(jing)隨著Al(OH)3品(pin)種(zhong)的(de)不同而不同。

一(yi)般(ban)來說(shuo)，用純(chun)氫氧(yang)化(hua)鋁培(pei)燒可(ke)(ke)以制得中等孔徑(jing)(jing)的(de)(de)產(chan)品。以鋁膠等制得的(de)(de)活性(xing)(xing)氧(yang)化(hua)鋁可(ke)(ke)以制得較小孔徑(jing)(jing)的(de)(de)產(chan)品，而在制備(bei)活性(xing)(xing)氧(yang)化(hua)鋁時加入某些有機(ji)物，如(ru)乙二醇(chun)、纖(xian)維，燃燒后(hou)可(ke)(ke)以制得較大(da)孔徑(jing)(jing)的(de)(de)活性(xing)(xing)氧(yang)化(hua)鋁。

二、活性氧化鋁的(de)分(fen)類

活性氧(yang)化(hua)鋁(lv)指的是(shi)中間態(tai)氧(yang)化(hua)鋁(lv)，主要可以分為高溫氧(yang)化(hua)鋁(lv)、低溫氧(yang)化(hua)鋁(lv)和(he)ρ-Al2O3三大類。

1、γ系列(lie)低溫氧(yang)(yang)化鋁這種形態(tai)的產(chan)品在(zai)不超過600℃的溫度條件下脫水(shui)生成。包含ρ-氧(yang)(yang)化鋁、χ-氧(yang)(yang)化鋁，η-氧(yang)(yang)化鋁、γ-氧(yang)(yang)化鋁、結晶(jing)情況不好。

2、δ系列高(gao)溫氧(yang)化鋁(lv)(lv) 這類氧(yang)化鋁(lv)(lv)基本是在(zai)800℃～1000℃天然產物稱為分子劑，包括k-氧(yang)化鋁(lv)(lv)、θ-氧(yang)化鋁(lv)(lv)，δ-氧(yang)化鋁(lv)(lv)等相對來說結(jie)晶(jing)情(qing)況較好。  

3、ρ-氧化(hua)(hua)鋁(lv) 這種(zhong)活(huo)(huo)性(xing)氧化(hua)(hua)鋁(lv)是(shi)一種(zhong)不(bu)定形體，是(shi)三水鋁(lv)石(shi)快(kuai)速(su)加(jia)熱脫(tuo)水而成的(de)(de)，它有一個很重要(yao)的(de)(de)特性(xing)：再水化(hua)(hua)。根據其(qi)水化(hua)(hua)特性(xing)，可以(yi)制備出許多(duo)不(bu)同品(pin)種(zhong)的(de)(de)活(huo)(huo)性(xing)氧化(hua)(hua)鋁(lv)制品(pin)。

ρ- Al2O3 +6H2O→Al2O3·H2O→Al2O3·3H2O

這(zhe)些過渡態相的氧化(hua)鋁在(zai)化(hua)學(xue)成分上(shang)相近，只是由于其晶(jing)體結(jie)構不同(tong)，一般采用X衍射圖形(xing)分析特征(zheng)峰以區分品種，也(ye)可由其根源及加(jia)工(gong)過程來推斷。

三(san)、活性氧化(hua)鋁粉體的制(zhi)備

活(huo)性氧(yang)化鋁(lv)粉體是將氫氧(yang)化鋁(lv)，擬水(shui)薄石等(deng)氧(yang)化鋁(lv)水(shui)合(he)物與不用添加劑(ji)混合(he)后(hou)，控制(zhi)(zhi)不同的(de)焙燒條件(jian)而制(zhi)(zhi)得的(de)。如下為活(huo)性氧(yang)化鋁(lv)的(de)工藝(yi)流(liu)程圖：

（圖1活(huo)性氧化鋁的(de)工藝(yi)流程(cheng)圖(tu)）

1、活(huo)性(xing)鋁土礦

活(huo)性鋁(lv)(lv)土礦(kuang)是活(huo)性氧(yang)化(hua)(hua)鋁(lv)(lv)系列最古老的產品之一。活(huo)性鋁(lv)(lv)土礦(kuang)是用(yong)活(huo)性氧(yang)化(hua)(hua)鋁(lv)(lv)含量最高的三水鋁(lv)(lv)石型礦(kuang)物，在(zai)400～800℃的溫度(du)范圍內(nei)脫(tuo)水(shui)，然后破碎、篩(shai)分而得到的粒狀(zhuang)品(pin)。

由于(yu)原(yuan)料沒(mei)有(you)經(jing)過純化，雜質(zhi)元素含量較(jiao)高，主(zhu)要雜質(zhi)是Fe2O3、SiO2、TiO2等(deng)；比表面積不(bu)高，處(chu)于70～150m2 /g之間。這(zhe)些不(bu)利因素限制了活性鋁土礦的(de)應用，因此它只能被用作要求不(bu)高的(de)脫色、脫水(shui)等(deng)操(cao)作，這(zhe)種(zhong)產品已逐(zhu)步為其它活性氧化鋁所(suo)代(dai)替。

2、活(huo)性結(jie)疤顆粒

活性(xing)結疤(ba)(ba)顆粒繼活性(xing)鋁(lv)土礦(kuang)之后的活性(xing)氧化鋁(lv)制品。在(zai)(zai)氧化鋁(lv)生(sheng)產(chan)過程中，由分解槽清理(li)出來的結疤(ba)(ba)料，在(zai)(zai)400～600℃進行活化，然后破(po)碎、篩(shai)分而得到(dao)一種堅硬的無塵產品，這種產品的生產必須經過脫堿處理(li)，流程圖(tu)如下：

（圖(tu)2活性結(jie)疤顆(ke)粒生產流程圖）

3、由ρ-氧化鋁(lv)制備

主要是(shi)利(li)用ρ-Al2O3的再水化特性，水化后的拜爾石可(ke)以起到粘接(jie)作用，在焙燒時(shi)又成為活性氧化鋁。  

以ρ-氧(yang)(yang)化(hua)鋁生產(chan)活(huo)(huo)性(xing)氧(yang)(yang)化(hua)鋁制(zhi)品可(ke)以將(jiang)制(zhi)品做成各種各樣的形狀，甚(shen)至可(ke)以將(jiang)某(mou)些催化(hua)劑主體直接和(he)活(huo)(huo)性(xing)氧(yang)(yang)化(hua)鋁配制(zhi)成粉(fen)體，從而制(zhi)成某(mou)些特殊形狀的活(huo)(huo)性(xing)氧(yang)(yang)化(hua)鋁制(zhi)品。

4、由擬水薄(bo)石制備

擬(ni)薄水鋁(lv)石在加入酸(如H2SO4 、HAC等(deng))的(de)情況下，有一部分顆(ke)粒可以水解(jie)而(er)成(cheng)為(wei)鋁(lv)膠，與氫(qing)鋁(lv)微粉混合后，可以制(zhi)備出不同形狀(zhuang)及性能的(de)活性氧化鋁(lv)制(zhi)品。

四(si)、活性氧化鋁的(de)應用領域

活性氧化鋁(lv)的應用領(ling)域(yu)主要是吸附(fu)領(ling)域(yu)和催(cui)化劑領(ling)域(yu)。下文將為大家舉例說明。

1、在液(ye)體干燥上的應(ying)用

活性(xing)氧化(hua)鋁(lv)和水有很(hen)強的親(qin)合(he)力(li)(li)，因此它對氣體中水份的干(gan)燥能(neng)力(li)(li)是非常強的，在(zai)工業(ye)應用的干(gan)燥劑(ji)中，氯化(hua)鈣、硅膠、氧化(hua)鈣等的干(gan)燥能(neng)力(li)(li)均低(di)于活性(xing)氧化(hua)鋁(lv)，只有氧化(hua)鋇(bei)的干(gan)燥能(neng)力(li)(li)稍(shao)高于活性(xing)氧化(hua)鋁(lv)。

同時由于(yu)氧(yang)化(hua)鋁的化(hua)學(xue)穩(wen)定性較(jiao)好，只有(you)很(hen)少一部(bu)分氣(qi)(qi)體(ti)和(he)它起化(hua)學(xue)反(fan)應(ying)，可用于(yu)干燥(zao)乙炔、氫氣(qi)(qi)、氧(yang)氣(qi)(qi)、空氣(qi)(qi)、氮氣(qi)(qi)等二十余種氣(qi)(qi)體(ti)。

2、在水質凈化(hua)上的應用

活性氧化鋁在水質凈(jing)化領域的發展(zhan)是(shi)非常迅速的，對水質的處理主要集中在氟化物的去(qu)除；顏色及氣味的消(xiao)除；磷酸鹽的去(qu)除等方面(mian)。