2021年9月16-18日 广州保利世贸博览馆6号馆

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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:
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活性氧化铝是非冶金级氧化铝行业的一个重要分支,它是指γκθηδχ等过渡相氧化铝以及含有部分水的氧化铝化合物(分子式Al2O3·nH2O0≦n1)。这些氧化铝的共同的特点是:比表面积大,多孔隙结构,以及合理的孔径分布。  

 

按其用途可分为活性氧化铝吸附剂,活性氧化铝干燥机和活性氧化铝催化剂载体。在医药、化工、冶金、水质进化、化学分析、废气治理等领域等应用,此外,随着科学技术的发展,活性氧化铝的应用领域也在不断扩宽。  

 

一、活性氧化铝的性质

活性氧化铝的主要参数是比表面积及孔径的分布。通过选择不同品种的原料。可以制备出不同比表面积的活性氧化铝,通过加入添加剂的方法,可以改变活性氧化铝的孔径分布。  

 

1、比表面积

从理论上讲,只要合理控制焙烧条件,可获得高达360m2/g的氧化铝产品,如果利用NaAlO2分解所得胶装氢氧化铝而制得的活性氧化铝,其孔径非常细小,在一定条件下,可得到比表面积高达600m2/g的氧化铝产品。  

 

2、孔径分布

Al(OH)3在加热脱水时生成的H2O,在晶体内而形成很高的汽压,由此产生分布很广的微孔,其孔径随着Al(OH)3品种的不同而不同。  

 

一般来说,用纯氢氧化铝培烧可以制得中等孔径的产品。以铝胶等制得的活性氧化铝可以制得较小孔径的产品,而在制备活性氧化铝时加入某些有机物,如乙二醇、纤维,燃烧后可以制得较大孔径的活性氧化铝。  

 

二、活性氧化铝的分类

活性氧化铝指的是中间态氧化铝,主要可以分为高温氧化铝、低温氧化铝和ρ-Al2O3三大类。  

 

1、γ系列低温氧化铝 这种形态的产品在不超过600℃的温度条件下脱水生成。包含ρ-氧化铝、χ-氧化铝,η-氧化铝、γ-氧化铝、结晶情况不好。  

 

2、δ系列高温氧化铝 这类氧化铝基本是在800℃1000℃天然产物称为分子剂,包括k-氧化铝、θ-氧化铝,δ-氧化铝等相对来说结晶情况较好。  

 

3、ρ-氧化铝 这种活性氧化铝是一种不定形体,是三水铝石快速加热脱水而成的,它有一个很重要的特性:再水化。根据其水化特性,可以制备出许多不同品种的活性氧化铝制品。  

ρ- Al2O3 +6H2O→Al2O3·H2O→Al2O3·3H2O

 

这些过渡态相的氧化铝在化学成分上相近,只是由于其晶体结构不同,一般采用X衍射图形分析特征峰以区分品种,也可由其根源及加工过程来推断。  

 

三、活性氧化铝粉体的制备

活性氧化铝粉体是将氢氧化铝,拟水薄石等氧化铝水合物与不用添加剂混合后,控制不同的焙烧条件而制得的。如下为活性氧化铝的工艺流程图:  

 

1活性氧化铝的工艺流程图

 

1、活性铝土矿

活性铝土矿是活性氧化铝系列最古老的产品之一。活性铝土矿是用活性氧化铝含量最高的三水铝石型矿物,在400800℃的温度范围内脱水,然后破碎、筛分而得到的粒状品。  

 

由于原料没有经过纯化,杂质元素含量较高,主要杂质是Fe2O3SiO2TiO2等;比表面积不高,处于70150m2 /g之间。这些不利因素限制了活性铝土矿的应用,因此它只能被用作要求不高的脱色、脱水等操作,这种产品已逐步为其它活性氧化铝所代替。  

 

2、活性结疤颗粒

活性结疤颗粒继活性铝土矿之后的活性氧化铝制品。在氧化铝生产过程中,由分解槽清理出来的结疤料,在400600℃进行活化,然后破碎、筛分而得到一种坚硬的无尘产品,这种产品的生产必须经过脱碱处理,流程图如下:  

 

2活性结疤颗粒生产流程图

 

3、ρ-氧化铝制备

主要是利用ρ-Al2O3的再水化特性,水化后的拜尔石可以起到粘接作用,在焙烧时又成为活性氧化铝。  

 

ρ-氧化铝生产活性氧化铝制品可以将制品做成各种各样的形状,甚至可以将某些催化剂主体直接和活性氧化铝配制成粉体,从而制成某些特殊形状的活性氧化铝制品。  

 

4、由拟水薄石制备

拟薄水铝石在加入酸(H2SO4 HAC)的情况下,有一部分颗粒可以水解而成为铝胶,与氢铝微粉混合后,可以制备出不同形状及性能的活性氧化铝制品。  

 

四、活性氧化铝的应用领域

活性氧化铝的应用领域主要是吸附领域和催化剂领域。下文将为大家举例说明。  

 

1、在液体干燥上的应用

活性氧化铝和水有很强的亲合力,因此它对气体中水份的干燥能力是非常强的,在工业应用的干燥剂中,氯化钙、硅胶、氧化钙等的干燥能力均低于活性氧化铝,只有氧化钡的干燥能力稍高于活性氧化铝。    

 

 

同时由于氧化铝的化学稳定性较好,只有很少一部分气体和它起化学反应,可用于干燥乙炔、氢气、氧气、空气、氮气等二十余种气体。  

 

2、在水质净化上的应用

活性氧化铝在水质净化领域的发展是非常迅速的,对水质的处理主要集中在氟化物的去除;颜色及气味的消除;磷酸盐的去除等方面。    

活性氧化铝对以上三个方面的净化效果非常好,而且再生方法简单,价格适宜。  

 

3、在催化剂领域的应用

活性氧化铝在许多工业催化领域可用,此外氧化铝也可用作催化剂活性组分的载体。  

 

参考文献:

杨重禹/氧化铝生产工艺学

 

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