活性氧化鋁物化性質(zhì)和制備方法

[db:作者] / 2023-01-05 00:00

4.2.8 活性氧化鋁(Y-Al2O3)

[物化性質(zhì)]活性氧化鋁是一種極性吸附劑，一般用作催化劑的載體。Al2O3一般不是純的，而是部分水合物的無定形多孔結(jié)構(gòu)物質(zhì)。硅膠是膠團(tuán)聚集而成的無定形硅酸聚合物。活性氧化鋁與硅膠不同，不僅含有無定形的凝膠，還含有氫氧化物晶體形成的鋼性骨架結(jié)構(gòu)。活性氧化鋁屬于過渡形態(tài)氧化鋁，為粉狀、微球狀或柱狀白色固體，內(nèi)部多孔，高分散度的固體物料，具有表面積大、吸附性能好、表面酸性、熱穩(wěn)定性良好的特點(diǎn)。相對密度3.5～3.9。熔點(diǎn)2018℃，比熱容0.88～1.67kJ/(kg·K)。溶于水，可與酸堿反應(yīng)，吸附性和抗壓耐磨性好。

氧化鋁一般由熱分解氧化鋁的水合物制成，水合物的原料有鋁鹽、金屬鋁、堿金屬鋁鹽和氧化鋁三水合物等。除氧化鋁三水合物外，其余的都要預(yù)先制成凝膠，由于制備時(shí)的溫度、pH值，溶液濃度的不同，生成各種氧化鋁水合物和混合物。這些水合物又分解成各種不同物相的氧化鋁，在發(fā)生相轉(zhuǎn)變的同時(shí)，其含水量、晶體結(jié)構(gòu)、比表面、孔徑大小和孔徑分布都產(chǎn)生很大的變化。

[制備方法](1)制備方法

活性氧化鋁通常是由氫氧化鋁加熱脫水得來的。依據(jù)氫氧化鋁制造方法的不同，活性氧化鋁生產(chǎn)可分為以下幾種類型。

①酸中和法酸中和法是以鋁酸鈉為原料，在攪拌情況下加入一定濃度的酸或者通入二氧化碳?xì)舛玫綒溲趸X凝膠。

生產(chǎn)中是將配制好的鋁酸鈉溶液、硝酸溶液和純水經(jīng)計(jì)量并流加至帶有攪拌的中和器內(nèi)進(jìn)行中和反應(yīng)。反應(yīng)物在中和器內(nèi)停留10～20min后進(jìn)入收集器儲(chǔ)存，即可進(jìn)行過濾、漿化洗滌。洗凈的濾餅經(jīng)干燥、粉碎、機(jī)械成型，最后在煅燒爐中經(jīng)500℃煅燒活化得到成品活性氧化鋁。酸中和法生產(chǎn)活性氧化鋁設(shè)備比較簡單，原料來源方便，而且產(chǎn)品質(zhì)量也較為穩(wěn)定。

②堿中和法堿中和法是將鋁鹽溶液用氨水或其他堿液中和得到氫氧化鋁凝膠。

AlCl3+3NH3+3H2O→AI(OH)3↓+3NH4Cl

用氨水中和氯化鋁溶液在生產(chǎn)中是將配制好的氯化鋁溶液先導(dǎo)入中和器中，在攪拌情況下加入氨水，反應(yīng)完畢后即可進(jìn)行過濾和漿化洗滌。水洗后的濾餅在40℃、pH=9.3～9.5下老化14h。老化后濾餅經(jīng)酸化滴球成型，得到小球，再干燥煅燒得到活性氧化鋁成品。

③鋁溶膠法鋁溶膠法制氧化鋁是將金屬鋁煮解在鹽酸或氯化鋁溶液中，得到透明無色的鋁溶膠。而后將鋁溶膠與環(huán)六亞甲基四胺溶液在5～7℃下均勻混合，通過滴頭，在80～95℃熱油柱中膠凝成球，再經(jīng)130～140℃加壓老化后，經(jīng)洗滌、干燥、煅燒制得氧化鋁。鋁溶膠法制得的活性氧化鋁小球特點(diǎn)是低密度、大孔容，而且強(qiáng)度較好，生產(chǎn)易于實(shí)現(xiàn)連續(xù)化。

④醇鋁水解法有機(jī)醇鋁性質(zhì)活潑，易溶于水并生成氫氧化鋁。醇鋁水解制得的氫氧化鋁純度高、比表面大、不含電解質(zhì)、催化活性高。

(RO)3Al+3H2O→Al(OH)3↓+3R-OH

通常用異丙醇鋁為原料進(jìn)行水解:

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