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活性氧化铝简介内容导览第一节活性氧化铝概述第四节活性氧化铝的应用第三节活性氧化铝的改性第二节活性氧化铝的制备活性氧化铝简介第一节活性氧化铝概述定义：活性氧化铝又称“矾土”，英文名称Activated---Alumina,活性氧化铝是Al(OH)3的热解产物χ、ρ、γ、η—Al203的总称，在催化剂中使用的氧化铝就称为活性氧化铝。注：晶型氧化铝的三种原料：α-三水铝石、α-一水铝石、β1-三羟铝石。经热分解形成各种同质异晶体。这些同质异晶体加热超过12000C时，它们又都可以转变成Χ-氧化铝。所以这些同质异晶体又叫做中间过渡态氧化铝。有八种过渡态：Χ-、α-、γ-、ρ-、η-、θ-、δ-、κ-结晶氧化铝。外观：白色球状多孔性颗粒，粒度均匀，表面光滑。物化性质：它是一种多孔性、高分散度的固体材料，有很大的表面积，其微孔表面具备催化作用所要求的特性，如吸附性能、表面活性、优良的热稳定性等。机械强度大，吸湿性强，吸水后不胀不裂保持原状，无毒、无臭、不溶于水、乙醇，对氟有很强的吸附性第一节活性氧化铝概述氧化铝的分类•根据有色金属行业标准YS/T619-2007《化学品氧化铝分类及牌号命名》，化学品氧化铝可以分为以下几种酸铝钙水泥特种氧化铝拟薄水铝石列沸石系氢氧化铝其中活性氧化铝属于特种氧化铝评价指标粒径：粒径越小，吸附容量越高，但粒径越小，颗粒强度越低，影响其使用寿命孔容：以氢氧化铝为原料，快脱法生产活性氧化铝时，拟薄水铝石可以作为扩孔剂比表面积：大点相对性能较好用途/性状外观堆密度(g/cm3）强度(N/粒)比表面(m2/g)孔容(cm3/g)双氧水白色球状0.68-0.7550200-2600.40-0.46干燥剂白色球状0.68-0.89130280-3600.38-0.40除氟剂白色球状≥0.7550-80280-3600.40影响吸附性能的因素原水PH：当PH值大于5时，PH值越低，活性氧化铝吸附容量越高砷的影响：活性氧化铝对水中的砷有吸附作用，砷在活性氧化铝上的积聚造成对氟离子吸附容量的下降，且使再生时洗脱砷离子比较困难硫酸根离子：形成硫酸铝，作为一种改性剂，可以提高其对氟的吸附性能原水碱度：原水中重碳酸根浓度高，吸附容量将降低原水初始氟浓度：初始氟浓度越高，吸附容量越大第二节活性氧化铝的制备方法通过快速煅烧α-三水铝石制成“快脱粉”，然后滚动成型通过碳化法、碱法、酸法、中和法或醇铝法生产拟薄水铝石，然后通过油-氨柱成型、挤出成型和喷雾干燥成型2.1快脱粉制备活性氧化铝•快脱粉是χ，ρ-氧化铝的混合物，制取χ，ρ-氧化铝的关键技术在于快速脱水，所以称为快脱粉。•制备采用锥形反应器，从侧向加入干燥粉碎后的氢氧化铝，在快速脱水炉内闪速焙烧0.1-1.0s，制得χ，ρ-氧化铝的混合物。2.1.1快脱粉的制备2.1.2快脱粉转动成型制氧化铝球•转动成型法是将“快脱粉”和适量的水(或粘合剂)送入转动的圆盘滚球机中，通过不断滚动作用，物料互相粘附起来，逐渐长大成为球形颗粒。转动成型可生产2～3、4～6、7～8mm的球形颗粒。2.2拟薄水铝石制备活性氧化铝•2.2.1拟薄水铝石的制备•天然或者人工生产的一水氧化铝或者三水氧化铝，因比表面积低、孔容小、活性低，不能用来作干燥剂、吸附剂、催化剂或催化剂载体，必须将一水氧化铝或者三水氧化铝加工成拟薄水铝石。•通过碳化法、酸法、碱法、中和法或者醇铝法可以制得的拟薄水铝石。•制备拟薄水铝石，按原料来分，制备方法有以铝盐为原料，以偏铝酸钠为原料。以铝盐为原料：用Alcl3·6H2o等的水溶液与碱性沉淀剂---氨水、NaoH、Na2co3生成氧化铝水合物Alcl3+3NH4oH→Al（oH）3↓+3NH4cl以偏铝酸钠为原料：在酸性溶液作用下分解沉淀2NaAlco2+co2+H2o→Na2co3+2Al（oH）3↓NaAlco2+HNo3+H2o→NaNo3+Al（oH）3↓2.2.1拟薄水铝石的制备2.2.2拟薄水铝石制备活性氧化铝2.2.2拟薄水铝石制备活性氧化铝•3.1沉淀条件的影响•沉淀是制成一定活性和物性的关键，控制生产拟薄水铝石的晶粒大小可制得需要的活性氧化铝。实验以三氯化铝和氢氧化铵为原料，采用并流法制备拟薄水铝石考察了温度、PH对氧化铝孔容、比表面积、表观密度的影响。第三节活性氧化铝的改性结果见表1和表2成胶温度/(0C)孔容/(ml/g)比表面积/(m2/g)45-490.44819646-500.41720159-651.05425660-660.92322570-751.03125570-731.014280成胶PH孔容/(ml/g)比表面积/(m2/g)7.65-7.900.5462287.65-8.000.6022618.15-8.351.0542568.00-8.300.9232258.62-8.821.254341表1成胶温度对氧化铝性质的影响表2成胶PH对氧化铝性质的影响注：成胶PH为1.8-8.5注：成胶温度为60-650C3.2pH摆动法制备拟薄水铝石•酸碱中和制备拟薄水铝石时，使pH反复摆多次，会使生成拟薄水铝石的孔径增加、孔容增加、孔径分布更集中。随往复次数的增加，拟薄水铝石含量可提高，结晶颗粒也会增大，颗粒度也会更趋于一致，从而得到结晶纯度高、孔径分布集中的拟薄水铝石•实验以以偏铝酸钠与硝酸铝为原料，采用pH摆动法，考察了酸侧终点pH、碱侧终点pH、停留时间、摆动次数对氧化铝物化性能的影响，结果见表33.3拟薄水铝石凝胶的醇洗•采用低相对分子质量的醇类洗涤新生成的拟薄水铝石沉淀物，也有增大孔径的作用。表4是低相对分子质量醇类洗涤对氧化铝孔结构的影响。•3.4水热处理法改进孔结构•水热处理是在一定温度和水蒸气作用下，老化拟薄水铝石凝胶，以提高氧化铝孔容、增大孔径。以偏铝酸钠和硫酸在pH=9时成胶制得拟薄水铝石，再加氢氧化钠调节pH=9，装入高压釜中，在150℃下处理16h，制得大孔A1203载体，同未处理的A1203比较，平均孔径从6nm增大至30nm。3.5添加剂对活性氧化铝性能的影响•3.5.1胶溶剂的影响•为增加氧化铝粒子间的粘结性，提高载体强度，改善孔结构，选择酸性胶溶剂在混捏中使胶溶剂与氢氧化铝干胶粉发生胶溶作用，生成假溶胶，使粒子粘结起来，便于成型。硝酸、盐酸、乙酸、甲酸、柠檬酸、三氯乙酸等酸性胶溶剂对载体物理性能的影响见表5。3.5.2助挤剂的影响•工业上常用3种助挤剂：田菁粉、多元羧酸及二者复合助挤剂。草酸、酒石酸、柠檬酸等多元酸助挤成型的载体，孔径分布较集中，孔径大于10nm的孔明显减少，强度相应提高，不过载体磨损率和挤出速度的改善不明显。现在多采用复合助挤剂。采用乙酸与田菁粉复合使用效果比较理想，其用量影响见表6。3.5.3造孔剂的影响•在拟薄水铝石干胶粉中掺入少量扩孔剂如田菁粉、纤维素、淀粉、活性炭或炭黑等物质，挤条，焙烧使炭或有机物挥发，留下空穴，产生部分大孔。不同类型炭黑粉、炭黑粉用量的扩孔作用见表7。3.6硫酸铝溶液浸泡法改性3.6硫酸铝溶液浸泡法改性3.7氢氧化钠改性活性氧化铝除氟性能研究第四节活性氧化铝的应用•活性氧化铝在环境方面的应用1.活性氧化铝作为干燥剂2.活性氧化铝作为吸附剂活性氧化铝在环境方面的应用3.活性氧化铝作为催化剂及催化剂载体4.活性氧化铝作为除氟剂活性氧化铝在其他方面的应用•1.活性氧化铝作在医药方面的应用2.活性氧化铝用做陶瓷材料活性氧化铝的应用