全面解析活性氧化鋁性質(zhì)、用途及制法

1、活性氧化鋁的性質(zhì)、用途及制法摘要本文主要論述了活性氧化鋁的性質(zhì)、用途及應(yīng)用?；钚匝趸X指的是中間態(tài)氧化鋁，主要可以分為高溫氧化鋁、低溫氧化鋁和-A12O3三大類。通過選擇不同品種的原料，可以制備出不同比表面積的活性氧化鋁，通過加入添加劑的方法可以改變活性氧化鋁的孔徑分布?；钚匝趸X的區(qū)分可以通過x-ray分析的方法區(qū)分，也可以通過分析其原料及其加工過程來區(qū)分?；钚匝趸X在工業(yè)上的應(yīng)用可以分為粉狀物和制品兩大類。最初的活性氧化鋁制品是活性鋁土礦及活性結(jié)疤顆粒，目前較為廣泛應(yīng)用的成型方法是通過-A12O3的再水化特性或擬薄水鋁石的水解行為來制備，前兩種產(chǎn)品已逐漸為后兩種產(chǎn)品所代替?；钚匝趸X的主要

2、應(yīng)用領(lǐng)域是吸附領(lǐng)域和催化劑領(lǐng)域，在吸附領(lǐng)域，它可以被用作氣體干燥、液體干燥、凈化處理水等。在催化劑領(lǐng)域，活性氧化鋁不僅本身可以用作催化劑，而且可以作為催化劑載體來使用。隨著人們對(duì)活性氧化鋁結(jié)構(gòu)認(rèn)識(shí)的不斷深入，活性氧化鋁的應(yīng)用領(lǐng)域也在不斷擴(kuò)大。前言活性氧化鋁是近幾十年來發(fā)展起來非冶金級(jí)氧化鋁行業(yè)的一個(gè)重要分支，它是指、等過渡相氧化鋁；以及含有部分水的氧化鋁化合物（分子式A12O3.nH2O,0n<1）,這些氧化鋁有一些共同的特點(diǎn)：比表面積較大，多種孔隙結(jié)構(gòu)，以及合理的孔徑分布，基于以上特點(diǎn)，活性氧化鋁在醫(yī)藥、化工、冶金、水質(zhì)凈化、化學(xué)分析、廢氣治理等領(lǐng)域作為吸附劑、催化劑、催化劑載體等,日

3、益受到各行各業(yè)人士的關(guān)注，并且隨著科學(xué)的進(jìn)步，技術(shù)的提高，它將發(fā)揮更大的作用。1、活性氧化鋁的性質(zhì)1.1比表面積從理論上講，只要合理控制氧化鋁的培燒制度，便可以獲得高達(dá)360m2/g的比表面積，而如果利用NaAlO2分解所得膠狀氫氧化鋁而制得的活性氧化鋁，其孔徑非常細(xì)小，而由此所得到的比表面積更可高達(dá)600m2/g1.2孔徑分布由于Al-O具有較強(qiáng)的成鍵能力，Al（OH）3在加熱脫水時(shí)生成的H2O，在晶體內(nèi)而形成很高的汽壓，由此產(chǎn)生分布很廣的微孔，其孔徑隨著Al（OH）3的不同而不同，一般來說，用純氫氧化鋁培燒可以制得中等孔徑的產(chǎn)品。以鋁膠等制得的活性氧化鋁可以制得較小孔徑的產(chǎn)品，而在制備活性

4、氧化鋁時(shí)加入某些有機(jī)物，如乙二醇、纖維，燃燒后可以制得較大孔徑的活性氧化鋁，甚至可以用升華的方法來獲得更大的孔徑。2活性氧化鋁的分類21系列低溫氧化鋁其分子式可由通式Al2O3nH2O表示，其中0<n<0.6，這種形態(tài)是在不超過600得脫水溫度下生成，包括-、-、-、-氧化鋁、結(jié)晶情況不好。22系列高溫氧化鋁這類氧化鋁基本是在8001000天然產(chǎn)物稱為分子劑，包括k-、-氧化鋁等相對(duì)來說結(jié)晶情況較好。23-氧化鋁這種活性氧化鋁是一種不定形體，是三水鋁石快速加熱脫水而成的，它有一個(gè)很重要的特性：再水化-Al2O3+6H2OAl2O3.H2OAl2O3.3H2O根據(jù)其水化特性，可以制備

5、出許多不同品種的活性氧化鋁制品，如棒狀、球狀等。24活性氧化鋁區(qū)分的依據(jù)由于這些過渡相氧化鋁在化學(xué)成分上相近，只是由于其晶體結(jié)構(gòu)的不同而加以區(qū)分的。故此，區(qū)分這些氧化鋁的主要手段只能是X衍射圖形分析，或由其根源及加工過程來推斷。表1列出了不同過渡相氧化鋁粉末衍射圖譜參數(shù)。表1類別dI/I0d活性氧化鋁特征圖譜I/I0dI/I0dI/I0dI/I0dI/I02.398502.125301.379100特征峰2.430302.292301.993901.965401.3971004.600302.400502.298301.9851001.4021003.408502.814502.5851002

6、.327352.127901.877301.437501.395955.040404.570604.070702.738502.435401.993301.542451.455801.3931002.859602.7311002.462802.028801.3921003.活性氧化鋁粉體的制備及性質(zhì)3.1活性氧化鋁粉體的制備活性氧化鋁粉體是將氫氧化鋁，擬薄水鋁石等氧化鋁水與不同添加劑混合后，控制不同焙燒條件而制得的，具體工藝流程如下：圖13.2活性氧化鋁粉體工藝流程圖活性氧化鋁粉體的特點(diǎn)比表面積較大，一般可達(dá)350m2/g以上，可以通過控制原料純度的方法來控制產(chǎn)品純度，同時(shí)可以通過添加劑的方法

7、控制產(chǎn)品的孔徑分布。4活性氧化鋁制品的制備4.1活性鋁土礦活性鋁土礦是活性氧化鋁系列最古老的產(chǎn)品之一?；钚凿X土礦是用活性氧化鋁含量最高的三水鋁石型礦物，在400800的溫度范圍內(nèi)脫水，然后破碎、篩分而得到的粒狀品。由于原料沒有經(jīng)過純化，雜質(zhì)元素含量較高,主要雜質(zhì)是Fe2O3、SiO2、TiO2等；比表面積不高,處于70150m2/g之間。這些不利因素限制了活性鋁土礦的應(yīng)用，因此它只能被用作要求不高的脫色、脫水等操作,這種產(chǎn)品已逐步為其它活性氧化鋁所代替4.2活性結(jié)疤顆?；钚越Y(jié)疤顆粒繼活性鋁土礦之后的活性氧化鋁制品。在氧化鋁生產(chǎn)過程中，由分解槽清理出來的結(jié)疤料，在400600進(jìn)行活化，然后破碎、

8、篩分而得到一種堅(jiān)硬的無塵產(chǎn)品，這種產(chǎn)品的生產(chǎn)必須經(jīng)過脫堿處理，流程圖如下:結(jié)疤圖2活性結(jié)疤顆粒生產(chǎn)流程圖4.3由-制備它主要是利用-AO的再水化特性，水化后的拜爾石可以起到粘接作用，在焙燒時(shí)又成為活性氧化鋁，具體工藝流程如圖3:圖3利用-AO生產(chǎn)活性氧化鋁制品流程圖以-生產(chǎn)活性氧化鋁制品可以將制品做成各種各樣的形狀，甚至可以將某些催化劑主體直接和活性氧化鋁配制成粉體，從而制成某些特殊形狀的活性氧化鋁制品，它的應(yīng)用正隨著人們對(duì)-的認(rèn)識(shí)而逐步推行。4.4由擬薄水鋁石制備擬薄水鋁石在加入酸(如H2SO4、HAC等)的情況下，有一部分顆?？梢运舛蔀殇X膠，與氫鋁微粉混合后，可以制備出不同形狀及性能的

9、活性氧化鋁制品。工藝流程圖如4：3+圖4擬薄水鋁石制備活性氧化鋁制品流程圖5活性氧化鋁的應(yīng)用活性氧化鋁的應(yīng)用領(lǐng)域主要是吸附領(lǐng)域和催化劑領(lǐng)域。5.1活性氧化鋁在吸附領(lǐng)域的應(yīng)用用作吸附劑,是活性氧化鋁的主要用途之一,這主要是由于其本身具有比表面積大、孔隙結(jié)構(gòu)合理、物理性能好，化學(xué)穩(wěn)定性好等許多有利因素。其重要的工業(yè)應(yīng)用包括干燥氣體、干燥液體、凈化處理水、石油工業(yè)的選擇吸附等。5.1.1活性氧化鋁在氣體干燥方面的應(yīng)用由于活性氧化鋁和水有很強(qiáng)的親合力，因此它對(duì)氣體中水份的干燥能力是非常強(qiáng)的，在工業(yè)應(yīng)用的干燥劑中，氯化鈣、硅膠、氧化鈣等的干燥能力均低于活性氧化鋁，只有氧化鋇的干燥能力稍高于活性氧化鋁。同

10、時(shí)由于氧化鋁的化學(xué)穩(wěn)定性較好，只有很少一部分氣體和它起化學(xué)反應(yīng)，因此它所能干燥的氣體品種是非常多的，文獻(xiàn)介紹它可以干燥乙炔、氫氣、氧氣、空氣、氮?dú)獾榷喾N氣體。5.1.2活性氧化鋁在液體干燥方面的應(yīng)用液體干燥較氣體干燥要復(fù)雜得多，而且對(duì)干燥劑的要求也相對(duì)較高。首先，液體與吸附劑接觸時(shí)，液體各組分之間及液體與氧吸附劑之間不能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，其次干燥液體的吸附的物質(zhì)在再生時(shí)能夠被沖刷掉。目前證明可以被氧化鋁干燥的液體有共香烴類、高分子烯烴類、汽油、煤油等。5.1.3活性氧化鋁在水質(zhì)凈化方面的應(yīng)用活性氧化鋁在水質(zhì)凈化領(lǐng)域的發(fā)展是非常迅速的，對(duì)水質(zhì)的處理主要集中在以下幾個(gè)方面。123氟化物的去除顏色及

11、氣味的消除磷酸鹽的去除氧化鋁對(duì)以上三個(gè)方面的凈化效果非常好，而且再生方法簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜，因而得到迅速推廣，并且隨著公對(duì)保護(hù)水資源的意識(shí)越來越高，人們對(duì)該凈化方法越來越感興趣。5.2活性氧化鋁在催化劑領(lǐng)域的應(yīng)用在許多工業(yè)催化過程中氧化鋁不僅本身用作催化劑，而且大量地用作催化劑活性組分的載體，而且，隨著活性氧化鋁催化劑載體成形方法的改進(jìn)，多種方法被應(yīng)用于催化劑載體行業(yè)，如制塊法、制粒法、壓實(shí)法、成球法擠壓法等，因此，它可以各種形狀催化劑載體。圖5為氧化鋁作為催化劑及其載體的應(yīng)用實(shí)例。乙醇脫水催化劑clause催化劑活性氧化鋁氧化鋁氧化鋁脫氫鉬氧化鋁加氫精煉催化劑汽車廢氧處理催化劑圖5活性氧化鋁催化劑領(lǐng)域的應(yīng)用實(shí)例6活性氧化鋁的前景活