活性氧化铝的用途

[db:作者] / 2023-01-03 00:00

活性氧化铝是一种用途广泛的吸附剂，经改性调整之后可适用于很多特殊应用场合，活性氧化铝的新用途还在不断开发，进行这些开发工作的主要是一些铝业公司，有关改性技术的详细情况公开得比较少。不过改性技术的主要依据是简单的表面化学基本原理，如酸-碱化学反应。以下两种方法可用于氧化铝结构和性质的调整：a.改变活化过程；b.使用添加剂。已经证实的改性氧化铝的用途如下：

从气体和液体中脱除HCI和HF；

从烃类中除去酸性气体(COS、CO2、H2S、CS2)；

脱除氧化剂和Lewis碱；

除去水中的As5+、PO43-、C1-和F-；

有机加工液体清除剂；

碱性氧化铝用于脱除SO2。

酸性气体脱除用于酸性气体脱除的氧化铝显然应具有相对较高的“碱”含量。由于Bayer工艺从铝土矿萃取氧化铝过程中需要使用NaOH，一般氧化铝中都含有钠。氧化铝中Na2O典型含量为0.3%(质量分数)，碱含量可能变化比较大。碱性氧化铝中碱含量一般大于1%。活性氧化铝的BET(Brunauer Emmett- Teller)比表面积一般在200～500m2/g范围内，总孔容接近0.5mL/g。

氧化剂脱除用于除去氧化剂的氧化铝(如Alcoa Selexsorb CDO-200)具有碱含量相对较低(0.3% Na2O)、Lewis酸度较高(即高表面O空位)、Bronsted酸度很低等特点。

显然因为经过热处理，比表面积也比较低(200m2/g)。这类氧化铝对醇、醛、过氧化物、酮以及羧酸、酯类、氨、腈、HCN等Lewis碱具有选择性。因其Bronsted酸度很低，使得因氧化剂吸附过程中质子传递引起的副反应发生的可能性降到最小。经证实，这类氧化铝对从聚乙烯生产过程中的共聚单体(正已烯和正辛烯)中除去氧化性烃类特别有效。

水处理氧化铝对水处理非常有用。有许多关于除去水中砷和氟化物的研究。氧化铝对吸附As5+特别有效，As5+在水溶液中主要以H2AsO4-的形式存在。在水介质中，ZPC作为氧化铝(或任何吸附剂)可测量的性质之一，具有非常重要的作用。pH值控制要求表面净电荷为零。ZPC可以用酸碱滴定的方法测定。当pH值低于ZPC时，氧化铝表面带正电荷；当pH值高于ZPC时，表面带负电荷。因此pH值低于ZPC时，氧化铝可吸附阴离子；

当pH值高于ZPC时，氧化铝可吸附阳离子。根据质量的不同，商业活性氧化铝ZPC值一般在pH=8～10范围内。

碱性氧化铝活性氧化铝经过K2O、Na2O或NH4OH等碱性氧化物浸渍后可碱化。碱性氧化铝是20世纪70年代早期发展起来的一种废气脱硫商业吸附剂。碱性氧化铝还有其他一些有意思的用途，这里讨论CO2和NOx的脱除两种。

碱性氧化铝通过用浸渍碱金属重碳酸盐等碱金属盐溶液制得。碱金属盐一般加热至500℃热处理进行分解。典型碱金属氧化物含量为5%(质量分数)，文献报道的范围为1%～10%。经过浸渍处理后，比表面积大约降低50%。因为浸渍过程中仅微孔被阻塞，孔径分布受到的影响不明显。

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