活性氧化鋁的形態(tài) 作用及用途

活性氧化鋁是非冶金級氧化鋁行業(yè)的一個重要分支，它是指γ、κ、θ、η、δ、χ等過渡相氧化鋁以及含有部分水的氧化鋁化合物（分子式Al2O3·nH2O，0≦n﹤1）。這些氧化鋁的共同的特點是：比表面積大，多孔隙結(jié)構(gòu)，以及合理的孔徑分布。按其用途可分為活性氧化鋁吸附劑，活性氧化鋁干燥劑和活性氧化鋁催化劑載體。在醫(yī)藥、化工、冶金、水質(zhì)進(jìn)化、化學(xué)分析、廢氣治理等領(lǐng)域等應(yīng)用。此外，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，活性氧化鋁的應(yīng)用領(lǐng)域也在不斷擴(kuò)寬。一、活性氧化鋁的性質(zhì)活性氧化鋁的主要參數(shù)是比表面積及孔徑的分布。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。1比表面積從理論上講，只要合理控制焙燒條件，可獲得高達(dá)360m2/g的氧化鋁產(chǎn)品，如果利用NaAlO2分解所得膠裝氫氧化鋁而制得的活性氧化鋁，其孔徑非常細(xì)小，在一定條件下，可得到比表面積高達(dá)600m2/g的氧化鋁產(chǎn)品。 2孔徑分布Al(OH)3在加熱脫水時生成的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品種的不同而不同。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，而在制備活性氧化鋁時加入某些有機(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。二、活性氧化鋁的分類活性氧化鋁指的是中間態(tài)氧化鋁，主要可以分為高溫氧化鋁、低溫氧化鋁和ρ-Al2O3三大類。1γ系列低溫氧化鋁這種形態(tài)的產(chǎn)品在不超過600℃的溫度條件下脫水生成。包含ρ-氧化鋁、χ-氧化鋁，η-氧化鋁、γ-氧化鋁、結(jié)晶情況不好。2δ系列高溫氧化鋁這類氧化鋁基本是在800℃～1000℃之間的溫度生成的，稱為分子劑，包括k-氧化鋁、θ-氧化鋁，δ-氧化鋁等相對來說結(jié)晶情況較好。3ρ-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，它有一個很重要的特性：再水化。根據(jù)其水化特性，可以制備出許多不同品種的活性氧化鋁制品。ρ- Al2O3 +6H2O→Al2O3·H2O→Al2O3·3H2O這些過渡態(tài)相的氧化鋁在化學(xué)成分上相近，只是由于其晶體結(jié)構(gòu)不同，一般采用X衍射圖形分析特征峰以區(qū)分品種，也可由其根源及加工過程來推斷。 三、活性氧化鋁粉體的制備活性氧化鋁粉體是將氫氧化鋁，擬水薄石等氧化鋁水合物與不用添加劑混合后，控制不同的焙燒條件而制得的。如下為活性氧化鋁的工藝流程圖：


圖1 活性氧化鋁的工藝流程圖
1活性鋁土礦

活性鋁土礦是活性氧化鋁系列最古老的產(chǎn)品之一。活性鋁土礦是用活性氧化鋁含量最高的三水鋁石型礦物，在400～800℃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70～150m2 /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。2活性結(jié)疤顆粒活性結(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400～600℃進(jìn)行活化，然后破碎、篩分而得到一種堅硬的無塵產(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：

圖2 活性結(jié)疤顆粒生產(chǎn)流程圖<3由ρ-氧化鋁制備主要是利用ρ-Al2O3的再水化特性，水化后的拜爾石可以起到粘接作用，在焙燒時又成為活性氧化鋁。

以ρ-氧化鋁生產(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。4由擬水薄石制備

擬薄水鋁石在加入酸(如H2SO4 、HAC等)的情況下，有一部分顆粒可以水解而成為鋁膠，與氫鋁微粉混合后，可以制備出不同形狀及性能的活性氧化鋁制品。

四、活性氧化鋁的應(yīng)用領(lǐng)域

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。下文將為大家舉例說明。
1在液體干燥上的應(yīng)用

活性氧化鋁和水有很強(qiáng)的親合力，因此它對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。



同時由于氧化鋁的化學(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)，可用于干燥乙炔、氫氣、氧氣、空氣、氮氣等二十余種氣體。

2在水質(zhì)凈化上的應(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，對水質(zhì)的處理主要集中在氟化物的去除；顏色及氣味的消除；磷酸鹽的去除等方面。活性氧化鋁對以上三個方面的凈化效果非常好，而且再生方法簡單，價格適宜。

3在催化劑領(lǐng)域的應(yīng)用

活性氧化鋁在許多工業(yè)催化領(lǐng)域可用，此外氧化鋁也可用作催化劑活性組分的載體。