活性氧化鋁的性質(zhì)、用途及制法

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。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P-A1O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，2通3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P-AlO的再水化特性或擬薄水鋁石23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。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Y、K、e、n、6、x等過渡相氧化鋁；以及含有部分水的氧化鋁化合物(分子式AlO.nHO,0Wn<1),這些氧化鋁有一些共同的特點(diǎn)：比表面積較大，232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)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NaAlO分解所得膠狀氫氧化鋁而制得的活性氧化鋁，其孔2徑非常細(xì)小，而由此所得到的比表面積更可高達(dá)600m2/g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HO，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Y系列低溫氧化鋁其分子式可由通式Al2O3?nH2O表示，其中0<n<0.6，這種形態(tài)是在不超過600°C得脫水溫度下生成，包括p-、x-、n-、丫-氧化鋁、結(jié)晶情況不好。26系列高溫氧化鋁這類氧化鋁基本是在800C?1000C天然產(chǎn)物稱為分子劑，包括k-、e-6-氧化鋁等相對(duì)來說結(jié)晶情況較好。2.3.P-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P-Al2O3+66―'Agl0」Al2O3-3H2O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，如棒狀、球狀等。2.4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活性氧化鋁特征圖譜類別XYnK5edI/I0dI/I0dI/I0dI/I0dI/I0dI/I02.398502.430304.600303.408505.040402.859602.125302.292302.400502.814504.570602.7311001.3791001.993902.298302.5851004.070702.46280特1.965401.9851002.327352.738502.02880征1.3971001.4021002.127902.435401.392100峰1.877301.993301.437501.542451.395951.455801.393100活性氧化鋁粉體的制備及性質(zhì)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：AlO.nHO 添加劑混合―研磨―造粒―焙燒―檢驗(yàn)―包裝圖1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。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°C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FeO、SiO、TiO等；比表面積不高，處于70?150m2/g之間。這些不利因素限制2322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400?600C進(jìn)行活化，然后破碎、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-?破碎| 篩分-T洗滌脫堿|十活化|T二次篩分|-檢驗(yàn)-包裝圖2活性結(jié)疤顆粒生產(chǎn)流程圖4.3由P-制備它主要是利用P-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:P-AlO AlO.HO2~3 2~32~圖3利用P-AO生產(chǎn)活性氧化鋁制品流程圖以P-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)P-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HSO、HAC等）的情況下，有一部分顆?？梢运?4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。工藝流程圖如4：AlO.HO2~3 2~Al(OH)3粉體H+混合成形焙燒包裝圖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?；钚匝趸X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?；钚匝趸X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?；钚匝趸X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。氟化物的去除顏色及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。廠乙醇脫水「催化劑Y匚clause催化劑活性氧化鋁V「氧化鋁 氧化鋁脫氫Q化劑載體鉬一一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性