活性氧化鋁因其具有比表面積大、孔結(jié)構(gòu)可調(diào)、吸附性能好、表面具有酸性和熱穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)，作為吸附劑、凈水劑、催化劑及催化劑載體等，廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、化工、冶金、水質(zhì)凈化、化學(xué)分析、廢氣治理等領(lǐng)域，特別是在氧化鋁電子陶瓷、石油加氫裂化、加氫精制、加氫重整、脫氫反應(yīng)及汽車尾氣凈化等反應(yīng)過(guò)程中發(fā)揮著重要作用。

　　一、活性氧化鋁概述

　　1、活性氧化鋁性質(zhì)

　　1)比表面積大：活性氧化鋁具有高的比表面積，合理控制氧化鋁的培燒制度，可以制備比表面積高達(dá)360m2/g的活性氧化鋁。利用NaAlO2分解所得膠狀氫氧化鋁作為原料，制備的活性氧化鋁，其孔徑非常細(xì)小，比表面積更可高達(dá)600m2/g。

活性氧化鋁球

　　2)孔徑結(jié)構(gòu)可調(diào)：一般來(lái)說(shuō)，用純氫氧化鋁培燒可以制得中等孔徑的產(chǎn)品。以鋁膠等制備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(shí)加入某些有機(jī)物，如乙二醇、纖維，燃燒后可以制得較大孔徑的活性氧化鋁。

　　3)表面具有酸性和熱穩(wěn)定性好。

　　2、活性氧化鋁的分類

　　1)γ系列低溫氧化鋁

　　其分子式可由通式Al2O3?nH2O表示，其中0，這種形態(tài)是在不超過(guò)600℃得脫水溫度下生成，包括ρ、χ、η、γ-氧化鋁、結(jié)晶情況不好。

　　2)δ系列高溫氧化鋁

　　δ系列高溫氧化鋁在800℃～1000℃天然產(chǎn)物稱為分子劑，包括k、θ、δ-氧化鋁等，相對(duì)結(jié)晶情況較好。

　　3)ρ-氧化鋁

　　ρ-氧化鋁是一種不定形體，是三水鋁石快速加熱脫水而成的，其重要的特性實(shí)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，如棒狀、球狀等。

　　二、活性氧化鋁制備

　　活性氧化鋁粉體是將氫氧化鋁，擬薄水鋁石等氧化鋁與不同添加劑混合后，控制不同焙燒條件而制得的，具體工藝流程如下：

活性氧化鋁工藝流程圖

　　活性氧化鋁孔結(jié)構(gòu)的調(diào)變主要集中在前體擬薄水鋁石制備、氧化鋁載體成型過(guò)程及成型后處理等3個(gè)方面。

　　1)擬薄水鋁石制備

　　擬薄水鋁石制備過(guò)程對(duì)產(chǎn)物的孔結(jié)構(gòu)有很大影響，制備主要包括成膠(或沉淀)、老化、干燥等步驟。

　　擬薄水鋁石的常規(guī)制備方法有很多種，每種方法所得產(chǎn)品的物性區(qū)別也很大。例如，硝酸法制備的擬薄水鋁石具有孔徑分布窄的特點(diǎn);用堿沉淀法在合適的中和條件下則可制備出大孔大比面積的γ-Al2O3載體;而NaAlO2-CO2法則可制得孔徑分布相對(duì)寬的擬薄水鋁石。

　　2)γ-Al2O3載體成型時(shí)調(diào)控孔結(jié)構(gòu)

　　γ-Al2O3載體成型時(shí)調(diào)控孔結(jié)構(gòu)方法主要有：擴(kuò)孔劑法、低溫?zé)Y(jié)法。

　　a、擴(kuò)孔劑法：按其作用可分為物理擴(kuò)孔劑和化學(xué)擴(kuò)孔劑兩類。

　　物理擴(kuò)孔劑是利用在煅燒過(guò)程中分解成氣體而逸出，釋放出原來(lái)占有的空間優(yōu)點(diǎn)是：方法簡(jiǎn)單。

　　化學(xué)擴(kuò)孔劑是與擬薄水鋁石發(fā)生化學(xué)作用，改變擬薄水鋁石粒子大小和分散狀態(tài)。優(yōu)點(diǎn)是氧化鋁形成的孔徑效果好。

　　活性氧化鋁應(yīng)用于石油領(lǐng)域的催化劑載體

　　b、低溫?zé)Y(jié)法：在γ-Al2O3成型時(shí)添加燒結(jié)能力適中的低溫?zé)Y(jié)劑，調(diào)節(jié)燒結(jié)劑配方和加入量，使得氧化鋁在較低溫度下發(fā)生燒結(jié)反應(yīng)，從而可有效地調(diào)控氧化鋁的孔結(jié)構(gòu)。

　　目前，低溫?zé)Y(jié)法是一種很有潛力調(diào)控載體孔結(jié)構(gòu)的方法。

　　3)γ-Al2O3載體成型后調(diào)控孔結(jié)構(gòu)

　　γ-Al2O3載體成型后調(diào)控孔結(jié)構(gòu)方法主要是水熱處理法和改變焙燒溫度。

　　a、水熱處理法

　　水熱處理法也稱水蒸氣處理，具體來(lái)說(shuō)就是將成型后的氧化鋁在水蒸氣存在下進(jìn)行焙燒，是一種比較常用的化學(xué)擴(kuò)孔法。

　　水熱處理過(guò)程中氧化鋁載體孔結(jié)構(gòu)的變化主要原因是γ-Al2O3發(fā)生了再水合過(guò)程，生成了粒度較大的擬薄水鋁石晶體，從而形成了較大的顆粒間隙孔，增大了載體的孔徑，且隨著處理溫度的升高，孔徑逐漸增大。

　　b、改變焙燒溫度

　　焙燒包括脫水、脫羥基、粒子燒結(jié)、分解或脫除揮發(fā)性物質(zhì)及燒去有機(jī)物等過(guò)程，這些過(guò)程都影響著最終的γ-Al2O3載體的孔結(jié)構(gòu)。

　　需要特別注意的是：為保證氧化鋁載體的性質(zhì)，在其焙燒工序中必須控制適宜的焙燒溫度和焙燒時(shí)間。

　　三、活性氧化鋁的應(yīng)用

　　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。

　　1、活性氧化鋁在吸附領(lǐng)域的應(yīng)用

　　用作吸附劑，是活性氧化鋁的主要用途之一，這主要是由于其本身具有比表面積大、孔隙結(jié)構(gòu)合理、物理性能好，化學(xué)穩(wěn)定性好等許多有利因素。其重要的工業(yè)應(yīng)用包括干燥氣體、干燥液體、凈化處理水、石油工業(yè)的選擇吸附等。

活性氧化鋁應(yīng)用于吸附式干燥機(jī)

　　1)氣體干燥方面的應(yīng)用

　　由于活性氧化鋁和水有很強(qiáng)的親合力，因此它對(duì)氣體中水份的干燥能力是非常強(qiáng)的，它可以干燥乙炔、氫氣、氧氣、空氣、氮?dú)獾榷喾N氣體。

　　2)在液體干燥方面的應(yīng)用

　　液體干燥較氣體干燥要復(fù)雜得多，而且對(duì)干燥劑的要求也相對(duì)較高。首先，液體與吸附劑接觸時(shí)，液體各組分之間及液體與氧吸附劑之間不能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，其次干燥液體的吸附的物質(zhì)在再生時(shí)能夠被沖刷掉。目前證明可以被氧化鋁干燥的液體有共香烴類、高分子烯烴類、汽油、煤油等。

　　3)在水質(zhì)凈化方面的應(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(duì)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。

活性氧化鋁應(yīng)用于水質(zhì)凈化

　　2、活性氧化鋁在催化劑領(lǐng)域的應(yīng)用

　　在許多工業(yè)催化過(guò)程中氧化鋁不僅本身用作催化劑，而且大量地用作催化劑活性組分的載體，而且，隨著活性氧化鋁催化劑載體成形方法的改進(jìn)，多種方法被應(yīng)用于催化劑載體行業(yè)。

活性氧化鋁應(yīng)用于石油領(lǐng)域的催化劑載體