活性氧化鋁的用途

[db:作者] / 2023-01-03 00:00

活性氧化鋁是一種用途廣泛的吸附劑，經改性調整之后可適用于很多特殊應用場合，活性氧化鋁的新用途還在不斷開發，進行這些開發工作的主要是一些鋁業公司，有關改性技術的詳細情況公開得比較少。不過改性技術的主要依據是簡單的表面化學基本原理，如酸-堿化學反應。以下兩種方法可用于氧化鋁結構和性質的調整：a.改變活化過程；b.使用添加劑。已經證實的改性氧化鋁的用途如下：

從氣體和液體中脫除HCI和HF；

從烴類中除去酸性氣體(COS、CO2、H2S、CS2)；

脫除氧化劑和Lewis堿；

除去水中的As5+、PO43-、C1-和F-；

有機加工液體清除劑；

堿性氧化鋁用于脫除SO2。

酸性氣體脫除用于酸性氣體脫除的氧化鋁顯然應具有相對較高的“堿”含量。由于Bayer工藝從鋁土礦萃取氧化鋁過程中需要使用NaOH，一般氧化鋁中都含有鈉。氧化鋁中Na2O典型含量為0.3%(質量分數)，堿含量可能變化比較大。堿性氧化鋁中堿含量一般大于1%。活性氧化鋁的BET(Brunauer Emmett- Teller)比表面積一般在200～500m2/g范圍內，總孔容接近0.5mL/g。

氧化劑脫除用于除去氧化劑的氧化鋁(如Alcoa Selexsorb CDO-200)具有堿含量相對較低(0.3% Na2O)、Lewis酸度較高(即高表面O空位)、Bronsted酸度很低等特點。

顯然因為經過熱處理，比表面積也比較低(200m2/g)。這類氧化鋁對醇、醛、過氧化物、酮以及羧酸、酯類、氨、腈、HCN等Lewis堿具有選擇性。因其Bronsted酸度很低，使得因氧化劑吸附過程中質子傳遞引起的副反應發生的可能性降到最小。經證實，這類氧化鋁對從聚乙烯生產過程中的共聚單體(正已烯和正辛烯)中除去氧化性烴類特別有效。

水處理氧化鋁對水處理非常有用。有許多關于除去水中砷和氟化物的研究。氧化鋁對吸附As5+特別有效，As5+在水溶液中主要以H2AsO4-的形式存在。在水介質中，ZPC作為氧化鋁(或任何吸附劑)可測量的性質之一，具有非常重要的作用。pH值控制要求表面凈電荷為零。ZPC可以用酸堿滴定的方法測定。當pH值低于ZPC時，氧化鋁表面帶正電荷；當pH值高于ZPC時，表面帶負電荷。因此pH值低于ZPC時，氧化鋁可吸附陰離子；

當pH值高于ZPC時，氧化鋁可吸附陽離子。根據質量的不同，商業活性氧化鋁ZPC值一般在pH=8～10范圍內。

堿性氧化鋁活性氧化鋁經過K2O、Na2O或NH4OH等堿性氧化物浸漬后可堿化。堿性氧化鋁是20世紀70年代早期發展起來的一種廢氣脫硫商業吸附劑。堿性氧化鋁還有其他一些有意思的用途，這里討論CO2和NOx的脫除兩種。

堿性氧化鋁通過用浸漬堿金屬重碳酸鹽等堿金屬鹽溶液制得。堿金屬鹽一般加熱至500℃熱處理進行分解。典型堿金屬氧化物含量為5%(質量分數)，文獻報道的范圍為1%～10%。經過浸漬處理后，比表面積大約降低50%。因為浸漬過程中僅微孔被阻塞，孔徑分布受到的影響不明顯。

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