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;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?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的親合力,因此它對氣體中水份的干燥能力是非常強的,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。
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活性氧化鋁的形態(tài) 作用及用途
來源:皓泉水處理 作者:Hnhqtl 日期:17-08-19 瀏覽: