以废易拉罐为原料制备氢氧化铝
利用废易拉罐制备氢氧化铝及铝含量的测定

利用废易拉罐制备Al(OH)3并测定其铝含量一、试验目的:1.了解用易拉罐制备氢氧化铝的方法。
2.变废为宝,化害为利,增强环保意识。
3.训练查阅资料,设计试验方案的能力。
二、试验仪器:台秤,烧杯,布氏漏斗,吸滤瓶,称量瓶,电子天平,酸式滴定管,剪刀,砂皮等。
三、试验试剂:NaOH(3 mol/L),HNO3(2 mol/L),EDTA,Na2CO3(aq),水,去离子水等。
四、试验步骤:1将废易拉罐外的油漆用砂皮擦去。
用热的Na2CO3溶液洗涤2 min后,再用自来水,去离子水冲洗干净,用剪刀剪成细条待用。
2用台秤称量剪好的细铝条5g,分5次加至50 mL 3mol/L的NaOH溶液中(由于反应强烈放热和释放氢气,试验应在通风柜中进行,并远离火源),待反应完全结束后过滤(利用布氏漏斗和吸滤瓶)。
3将过滤后的液体稀释至200 mL,搅拌下逐渐加入2 mol/LHNO3溶液直至中性,过滤析出的Al(OH)3沉淀,洗涤干燥,得Al(OH)3(中和过程利用酚酞溶液作为指示剂,利用酸式滴定管逐滴滴入HNO3溶液。
观察指示剂,指示剂由红色变为无色时,停止滴加,中和完成)。
4利用EDTA反滴定法测定产品中的铝含量。
用电子天平取0.04g样品,用酸溶解,稀释至250 mL。
取50 mL溶液加入0.015 mol/L EDTA标准溶液约20 mL,记下读数,然后用水稀释至200 mL,用玻璃棒搅匀。
然后再加入15mL pH 4.3的HOAC-NaOAC缓冲液,以精密pH试纸检查。
煮沸1~2min,取下,冷却至90℃左右,加入4滴0.2% PAN指示剂,以0.015 mol/L CuSO4标准溶液滴定。
开始时溶液呈黄色,随着CuSO4标准溶液的加入,颜色逐渐变绿并加深,直至再加入一滴突然变为亮紫色,即为终点。
在变为亮紫色之前,曾有由蓝绿色变为灰绿色的过程。
在灰绿色溶液中在滴入一滴CuSO4溶液,即变为亮紫色。
五、试验结果请自行测定!!!。
以工业废催化剂为原料制备超细氢氧化铝的探索

以工业废催化剂为原料制备超细氢氧化铝的探索摘要:该课题研究利用煅烧后的废铝催化剂在酸性条件下具有较高氧化铝溶出率的特点,通过正交实验优化生产工艺,制备出比较高纯度的硫酸铝铵晶体,再经与氨水反应制得氢氧化铝。
采用离子交换树脂法对氢氧化铝凝胶进行提纯,减少了凝胶清洗水用量,扫描电镜对产品结构进行表征表明离子交换提纯改善了产品的分散性和均匀性。
本工艺尝试了部分化学物质的循环使用,降低了生产成本,减少废弃物对环境的污染。
关键词:废铝催化剂氢氧化铝离子交换在石油化学工业中,90%以上的化学反应过程是通过催化实现的。
废催化剂中含有大量金属及其氧化物资源,如不将其进行合理的回收利用,不仅对环境造成危害,且会造成大量资源流失。
氢氧化铝可作为塑料、合成树脂、聚合物、合成橡胶等高分子材料的阻燃剂;还可用于生产硫酸铝、明矾、氟化铝、水合氯化铝、铝酸钠等多种化工产品以及抗胃酸药片等。
利用煅烧后的废铝催化剂在酸性条件下具有较高氧化铝溶出率的特点,研究从废催化剂中回收氧化铝以制备氢氧化铝的工艺,实现资源的可持续利用具有很大的经济和社会效益。
1 实验1.1 实验药剂工业废催化剂:主要成分是氧化铝和二氧化硅,氧化铝的质量分数约为30%,宜春市某工厂提供;工业浓硫酸:浓度93%;氨水:浓度10%,分析纯;硫酸铵:分析纯;pH试纸;去离子水;001×7铝型阳离子交换树脂;201×7型强碱性阴离子交换树脂等。
1.2 实验仪器电子万用炉,水银温度计,D-8401型多功能调速搅拌机,一列四孔电热恒温水浴锅,DHG-9070A型电热恒温鼓风干燥箱,DDB-11A 型便携式电导率仪,PHS-2ST型数显酸度计等。
1.3 氢氧化铝的制备工艺从废催化剂中回收氧化铝以制备氢氧化铝的主要方法有碱溶法、酸溶法、酸盐联合法等[1]。
我们采用的废催化剂原料经过700℃高温煅烧,基本上不含结晶水和碳,且氧化铝和二氧化硅都具有活性,酸化时氧化铝的溶出率较高,故本实验确定直接采用酸溶法提取氧化铝[2-3],工艺流程如图1所示。
论文废铝制取氢氧化铝及明矾的实验研究

废铝制取氢氧化铝及明矾的实验研究摘要当今世界,人口数量非常庞大,由于人类的不珍惜与滥用,带来自然资源日益减少问题的同时,环境污染也越来越严重。
我们生活的家园只有这唯一的一个,近些年来我们都可以看到,环境污染对我们地球母亲带来的创伤是非常严重的,环境保护问题刻不容缓!本论文针对废铝回收方面做出了研究,铝作为一种常见的金属,用途非常广泛,几乎我们生活的方方面面都离不开铝,用途广泛的同时,自然也带来了废物的产生,浪费资源的同时也带来了环境污染。
因此,研究废铝的回收与利用是非常必要的。
该实验利用实验室方法对废铝进行回收,用废铝制取氢氧化铝及明矾。
氢氧化铝及明矾是我们实验室及日常生活中频繁使用到的物质,而且,废铝制取氢氧化铝及明矾的实验是可行的,因此,该实验在解决资源浪费、环境污染的同时,也创造了价值,是一件非常有意义的事儿。
关键词:废铝;氢氧化铝;明矾Experimental study on Preparation of aluminum hydroxideand aluminum alumABSTRACTIn today's world, the population is so large, because humans do not cherish and abuse, bring natural resources dwindling problems at the same time, environmental pollution is becoming more and more serious. We live in the home only the only one, in recent years, we can see, the trauma of the environmental pollution brought to our mother earth is very serious and environmental protection problems without delay! In this paper scrap recycling has made the research on aluminum as a common metal, uses a very broad, almost of our lives are inseparable from aluminum, widely used at the same time, naturally brought waste generation, waste of resources at the same time also brought environmental pollution.Therefore, recovery and utilization of scrap is very necessary. The laboratory method for recycling of scrap, scrap for preparation of aluminum hydroxide and alum. Aluminium hydroxide and alum is in daily life and in our laboratory are frequently used to the material and scrap preparation of aluminum hydroxide and alum experiment is feasible. Therefore, the experiment in solving the waste of resources, environmental pollution at the same time, but also create value is a very meaningful thing.Keywords: aluminum; aluminum hydroxide; alum1 绪论1.1研究背景因为在全球范围内很多种矿产资源已经越来越少,导致生产的成本也一天天增加,再加上人们的环保意识越来越强,世界上的各个国家国都在很积极地促进资源的再生和利用,在不断为减少废物对环境的污染而努力。
以废易拉罐为原料制备氢氧化铝

实验报告题目:以废易拉罐为原料制备氢氧化铝总负责人:关吉磊王建乾小组成员:王占山王军路魏莎莎王晓洁陈浩王帅赵振杨笑姓名:杨笑实验日期:2014/11/27-2014/11/28以废易拉罐为原料制备氢氧化铝文献综述:γ-Al2O3的制备、结构极其方法优化前言:我国铝土矿资源丰富,具备发展氧化铝工业的资源条件。
据2004年前的不完全统计,不考虑国外的铝矿资源及到海外投资的项目,我国的招资源总规模达2814万t,目前我国氧化铝工业正在迅速发展。
[1]氧化铝工业的快速发展不同于以往的低水平重复建设,而是上规模、高水平,优化了结构,极大地提升了我国氧化铝工业整体水平和竞争力。
在氧化铝的各种形态中, γ-Al2O3具备多孔性、局比表面积、良好的吸附性、热稳定性、活性位分散均匀等特性在催化剂载体领域中应用比较广泛。
活性氧化铝主要用作催化剂,市场需求量是非常大的。
在1970年左右,国外开始开发新型催化剂载体,关于活性氧化的开发和生产是近20年左右的事,到现在已经有一定的规模。
在我国,六大招的生产基地都只生产单一的冶金用氧化铝,只有山东招厂在80年代初建立γ-Al2O3的综合生产线[2]。
1.γ-Al2O3的应用γ-Al2O3是一种多孔性,高分散度的固体物料,具有表面积大、吸咐性能好、表面酸性、热稳定性良好的特点,可作为多种化学反应的催化剂及催化剂载体。
除此之外,它还广泛用于石油、国防、化肥、医药、卫生等部门。
1.1活性氧化铝在催化剂载体方面的应用在功能简单的催化反应中,γ-Al2O3并不直接参与催化过程,其作用是稀释,支撑和分散贵金属。
该产品70 %以上是作催化剂载体,除了上述功能外,有的反应中, γ-Al2O3有增强热稳定性,机械稳定性的功能,如汽车尾气净化催化剂所用的pd/ Al2O3, Cu/γ-Al2O3以及石油裂解反应的催化剂都属于此类型,烯烃加氢反应所用的载在γ-Al2O3上的催化剂,其热稳定范围大于用硅藻土载镍的催化剂. 王奎等以γ-Al2O3为载体,采用溶胶-凝胶法制备了负载型的复合光催化剂。
制备氢氧化铝的三种方法化学方程式

制备氢氧化铝的三种方法化学方程式1. 直接沉淀法1.1 这招绝对是“老大哥”级的经典方法。
首先呢,我们要准备铝盐溶液,常见的有铝硫酸盐或者铝氯化物。
然后,在这个溶液里,我们需要慢慢加入氢氧化钠溶液。
这里的氢氧化钠,大家可以理解成“碱性小帮手”,它能与铝盐反应生成氢氧化铝沉淀。
哎呀,化学反应的过程就像是魔法一样,一边搅拌,一边看着这白色的沉淀一点点浮现出来,真是让人激动不已。
1.2 不过呢,处理这些沉淀也是有点“小麻烦”的。
我们得把这些沉淀过滤出来,然后再进行洗涤,目的是去掉可能残留的盐分。
最后,我们还需要将洗净后的氢氧化铝干燥,得到的就是我们想要的氢氧化铝啦。
这个过程看似简单,但每一步都要小心翼翼,否则可能就会“前功尽弃”。
所以呢,这种方法虽然是经典,但也需要一些耐心哦!2. 从铝土矿中提取法2.1 听到这个方法,大家可能会觉得有点像《超级工程》里的大场面。
我们首先需要从铝土矿中提取铝土矿中的铝氧化物。
铝土矿,这可不是普通的土,它可是含有大量铝氧化物的矿石。
我们要用强酸,比如说硫酸,将这些铝氧化物溶解在酸中,得到铝硫酸盐溶液。
这个过程有点像是用酸将铝土矿“榨汁”,提取出有用的成分。
2.2 接下来,我们将得到的铝硫酸盐溶液中加入氢氧化钠,类似于前面的方法。
这里也是加氢氧化钠形成氢氧化铝沉淀的过程。
洗净、干燥之后,我们同样可以得到氢氧化铝。
这个方法相对复杂一些,但它的优点在于可以从铝土矿中提取大量氢氧化铝,满足大规模生产的需求。
3. 溶胶凝胶法3.1 这个方法听起来是不是像是高科技的代名词?其实,它的操作过程并不复杂,但需要一定的技术细节。
首先,我们需要制备铝的有机化合物溶液。
这个溶液叫做溶胶,它能在一定条件下转变为凝胶。
简单来说,溶胶就是一种液态的铝化合物,而凝胶则是它变成了固态的状态。
3.2 在溶胶凝胶法中,我们要控制好反应条件,比如温度和pH值。
让溶胶中的铝化合物逐渐转变成凝胶,然后通过干燥和热处理,最后得到的就是氢氧化铝。
下列两种方案制备氢氧化铝

下列两种方案制备氢氧化铝介绍氢氧化铝(Al(OH)3),是一种白色颗粒状粉末,具有重要的工业应用。
氢氧化铝在许多领域中被广泛使用,例如制造铝材、药品、化妆品和防火材料等。
本文将介绍两种常见的制备氢氧化铝的方案。
方案一:碱法制备氢氧化铝碱法制备氢氧化铝是最常见的制备方法之一,该方法利用氧化铝与碱反应生成氢氧化铝。
具体步骤如下:1.原料准备:准备氧化铝和碱溶液。
氧化铝可以通过铝粉与氧气在高温下反应得到,然后将氧化铝粉碾碎成细粉。
碱溶液可以使用氢氧化钠或氢氧化铵溶解于适量的水中。
2.反应:在搅拌条件下,将碱溶液逐渐滴入氧化铝粉中,同时保持反应温度在适宜的范围内。
反应过程中需要控制反应速度和温度,以避免副反应的发生。
3.沉淀与分离:反应完成后,得到含有氢氧化铝的悬浊液。
该悬浊液需要进行沉淀与分离,可以通过沉淀剂加入悬浊液中,使得氢氧化铝沉淀出来。
然后进行过滤或离心等操作,分离出固体的氢氧化铝。
4.洗涤与干燥:分离出的固体氢氧化铝需要通过洗涤和干燥来去除杂质和水分。
可以使用稀酸溶液进行洗涤,然后进行烘干或干燥处理,得到纯净的氢氧化铝产品。
方案二:沉淀法制备氢氧化铝沉淀法制备氢氧化铝是另一种常用的制备方法。
该方法以铝盐溶液与碱发生反应生成氢氧化铝沉淀。
具体步骤如下:1.原料准备:准备铝盐溶液和碱溶液。
铝盐溶液可以使用铝硝酸或铝酸盐等铝盐溶解于适量的水中。
碱溶液可以使用氢氧化钠或氢氧化铵溶解于适量的水中。
2.反应:将铝盐溶液和碱溶液混合,通常需要控制pH值在一定范围内。
在搅拌条件下,加入碱溶液,使得氢氧化铝沉淀出来。
反应过程中需要控制反应速度和温度,以避免副反应的发生。
3.沉淀与分离:反应完成后,得到含有氢氧化铝沉淀的悬浊液。
该悬浊液需要进行沉淀与分离,可以通过沉淀剂加入悬浊液中,使得氢氧化铝沉淀出来。
然后进行过滤或离心等操作,分离出固体的氢氧化铝。
4.洗涤与干燥:分离出的固体氢氧化铝需要通过洗涤和干燥来去除杂质和水分。
用废易拉罐制取铝粉的方法[发明专利]
![用废易拉罐制取铝粉的方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/e7592bb2e43a580216fc700abb68a98271feac29.png)
〔19〕中华人民共和国专利局〔12〕发明专利申请公开说明书[11]公开号CN 1072362A〔43〕公开日1993年5月26日[21]申请号91108248.4[22]申请日91.11.21[71]申请人物资部物资再生利用研究所地址221006江苏省徐州市黄河南路[72]发明人孙伟明 刘永熙 李富荣 朱文革 唐晓周志强 潘银韶 张辉 夏军 [74]专利代理机构徐州市专利服务部代理人何君[51]Int.CI 5B22F 9/04B09B 3/00权利要求书 1 页 说明书 2 页 附图 1 页[54]发明名称用废易拉罐制取铝粉的方法[57]摘要本发明公开了一种用废易拉罐制取铝粉的方法。
其主要技术方案是利用废易拉罐为原料经焙烧和机械破碎,风选等工序,制取金属铝粉,制得铝粉的粒度少于1.5mm,适用于作冶金金属垫还原剂。
91108248.4权 利 要 求 书第1/1页1、一种用废易拉罐制取铝粉的方法,采用焙烧、机械破碎和风选联合工序,其特征在于:将废旧易拉罐通过一个具有一定倾斜度的回转窑经焙烧处理。
2、根据权利要求1所述的废旧易拉罐制取铝粉的方法,其特征在于经焙烧过的铝罐投进破碎机内,高速旋转的动刀(5)将物料切碎,并由筛网(7)控制物料的粒度。
3、根据权利要求1或2所述的废旧易拉罐制取铝粉的方法,其特征在于对物料进行破碎的破碎机是由加料斗(1)、壳体(2)、转子(3)、风选装置(4)、动刀(5)、固定刀(6)、筛网(7)、集料斗(8)、料桶(9)、支架(10)所组成。
91108248.4说 明 书第1/2页用废易拉罐制取铝粉的方法本发明公开了一种用废旧易拉罐制取铝粉的方法。
目前国内外制造冶金用金属铝粉大都是采用熔炼雾化的方法,金属烧损大,能耗高。
当采用废易拉罐作原料时,烧损达8%(国外)到30%(国内)。
本发明的目的是为了克服上述不足之处,提供一种机械破碎废易拉罐直接制取铝粉的新方法,工艺过程简单、能耗低、金属回收率达98%。
制备氢氧化铝的方法

制备氢氧化铝的方法氢氧化铝是一种重要的无机化合物,广泛应用于陶瓷、电子材料、催化剂等领域。
下面将介绍几种制备氢氧化铝的方法。
1. 水解法水解法是制备氢氧化铝最常用的方法之一。
其原理是将铝金属或铝盐与水反应生成氢氧化铝。
常用的铝盐有氯化铝、硫酸铝等。
具体步骤如下:(1) 将铝金属或铝盐溶解在水中,生成铝离子。
(2) 铝离子与水中的氢氧根离子结合,生成氢氧化铝沉淀。
(3) 将沉淀经过过滤、洗涤、干燥等步骤,得到氢氧化铝。
2. 碱法碱法是另一种常用的制备氢氧化铝的方法。
其原理是将铝金属或铝盐与碱反应生成氢氧化铝。
常用的碱有氢氧化钠、氢氧化铵等。
具体步骤如下:(1) 将铝金属或铝盐溶解在水中,生成铝离子。
(2) 将碱溶液加入铝离子溶液中,生成氢氧化铝沉淀。
(3) 将沉淀经过过滤、洗涤、干燥等步骤,得到氢氧化铝。
3. 气相沉积法气相沉积法是一种较新的制备氢氧化铝的方法。
其原理是将气态的铝烷化合物在高温下分解,生成氢氧化铝。
常用的铝烷化合物有三甲基铝、三乙基铝等。
具体步骤如下:(1) 将铝烷化合物蒸发,形成气态的铝烷。
(2) 将气态的铝烷引入高温反应室中,分解生成氢氧化铝。
(3) 将反应室中的氢氧化铝沉积在基底上,形成薄膜或粉末状的氢氧化铝。
4. 水热法水热法是一种制备纳米级氢氧化铝的方法。
其原理是在高温高压的水热条件下,将铝盐与水反应生成氢氧化铝。
具体步骤如下:(1) 将铝盐溶解在水中,生成铝离子。
(2) 将溶液置于高温高压的水热反应器中,反应一定时间。
(3) 将反应产物经过过滤、洗涤、干燥等步骤,得到纳米级的氢氧化铝。
以上是几种常用的制备氢氧化铝的方法。
不同的方法适用于不同的应用需求,选择合适的方法可以得到所需的氢氧化铝产品。
同时,制备氢氧化铝的过程中需要注意安全操作,避免产生有害气体或物质。
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实验报告题目:以废易拉罐为原料制备氢氧化铝总负责人:关吉磊王建乾小组成员:王占山王军路魏莎莎王晓洁陈浩王帅赵振杨笑姓名:杨笑实验日期:2014/11/27-2014/11/28以废易拉罐为原料制备氢氧化铝文献综述:γ-Al2O3的制备、结构极其方法优化前言:我国铝土矿资源丰富,具备发展氧化铝工业的资源条件。
据2004年前的不完全统计,不考虑国外的铝矿资源及到海外投资的项目,我国的招资源总规模达2814万t,目前我国氧化铝工业正在迅速发展。
[1]氧化铝工业的快速发展不同于以往的低水平重复建设,而是上规模、高水平,优化了结构,极大地提升了我国氧化铝工业整体水平和竞争力。
在氧化铝的各种形态中, γ-Al2O3具备多孔性、局比表面积、良好的吸附性、热稳定性、活性位分散均匀等特性在催化剂载体领域中应用比较广泛。
活性氧化铝主要用作催化剂,市场需求量是非常大的。
在1970年左右,国外开始开发新型催化剂载体,关于活性氧化的开发和生产是近20年左右的事,到现在已经有一定的规模。
在我国,六大招的生产基地都只生产单一的冶金用氧化铝,只有山东招厂在80年代初建立γ-Al2O3的综合生产线[2]。
1.γ-Al2O3的应用γ-Al2O3是一种多孔性,高分散度的固体物料,具有表面积大、吸咐性能好、表面酸性、热稳定性良好的特点,可作为多种化学反应的催化剂及催化剂载体。
除此之外,它还广泛用于石油、国防、化肥、医药、卫生等部门。
1.1活性氧化铝在催化剂载体方面的应用在功能简单的催化反应中,γ-Al2O3并不直接参与催化过程,其作用是稀释,支撑和分散贵金属。
该产品70 %以上是作催化剂载体,除了上述功能外,有的反应中, γ-Al2O3有增强热稳定性,机械稳定性的功能,如汽车尾气净化催化剂所用的pd/ Al2O3, Cu/γ-Al2O3以及石油裂解反应的催化剂都属于此类型,烯烃加氢反应所用的载在γ-Al2O3上的催化剂,其热稳定范围大于用硅藻土载镍的催化剂. 王奎等以γ-Al2O3为载体,采用溶胶-凝胶法制备了负载型的复合光催化剂。
韩雪等将AlCl3蒸气负载到多孔的γ-Al2O3载体上,将制备的催化剂用于异丁烯的催化聚合反应,载体为大孔和介孔双峰结构的γ-Al2O3负载型催化剂具有很好的催化活性和较高的稳定性。
1.2活性氧化铝在催化剂方面的应用γ-Al2O3具有明显的吸附剂特征,并能活化许多键,如H-H键, C-H键等,因此在烃类裂化,醇类脱水制醚等反应中可直接作为活性催化剂加入反应体系中,因此γ-Al2O3本身就一种极好的催化剂。
γ-Al2O3具有明显的吸附剂特征,并能活化许多键,因此可直接作为活性催化剂加入反应体系中。
李强等采用N2吸附法、IR和XRD等手段研究了活性氧化铝用于催化裂化(FCC)催化剂中的性能,结果表明,在FCC催化剂制备及应用条件下,活性氧化铝保持比较稳定的比表面积、孔容和酸性等性能[11]。
Guang wen Chen,Shu lian Li等在微孔道反应器中,添加TiO2/γ-Al2O3作催化剂,采用30-50%的乙醇脱水制备乙稀[12],微孔道反应器的温度在300-500°C之间,乙醇的转化率高达99.96%[3]。
1.3活性氧化铝在水质净化领域的应用活性氧化铝在水质净化领域的发展是非常迅速的,对水质的处理主要集中在以下几个方面:氟化物的去除,磷化物的去除,有毒金属离子的去除等。
汪洪洋等在水体砷污染用活性氧化招作吸附剂的应用中,用活性氧化招吸附技术在山东临泝含神工业废水跨省污染下游江苏郑州却苍分洪道事件中的实际应用为例,阐明该技术在快速处置大量含砷污水中的实际效果与技术特点。
王挺等在活性氧化铝除磷吸附作用的研究中,用准二级动力学对试验数据进行了模拟分析。
结果表明,溶液的初始浓度越高、随着吸附时间的增长,活性氧化招对磷的吸附量也随之越大。
活性氧化铝对水中磷的吸附动力学符合准二级动力学模型,可推算出准二级动力学速率常数和平衡吸附量,相关系数高达0.9999。
[1]1.4活性氧化铝在干燥方面的应用活性氧化铝与水之间有比较强的亲合力,因而它有较强的干燥能力,在一般用的工业干燥剂里面,无水硫酸铜、氧化钙等的干燥能力低于活性氧化铝。
氧化铝能干燥很多种气体,是因为氧化铝的化学稳定性好,仅仅一小部分气体同它起化学反应,它可以干燥二十余种气体。
2. γ-Al2O3的特点2.1活性氧化铝的孔结构对于一些气相反应,载体氧化铝的孔径较小时,由于散热效果不好,反应放出的热量不能被及时移走,造成催化剂表面热量积聚,产生热点使活性组分烧结甚至导致催化剂完全失活;孔径较小也不利于反应物分子与活性中心的充分接触和产物分子的脱附。
孔径较大时,可以减少大分子反应遇到的扩散阻力,起到通道和容纳沉积物的作用。
但孔径不能无限度的增大,因为孔径加大将相应减少载体表面积,而催化反应主要是在催化剂表面进行,表面积不宜过小,只有当催化剂具有适宜的孔结构和比表面积时,反应物和产物才能快速地进出催化剂的内外表面,同时把反应热移走,防止热量积累,使催化剂的活性和稳定性均得到提高。
[4]γ-Al2O3属于过渡形态氧化铝,为粉状。
微球状或柱状灰白色固体。
γ-Al2O3属于四角晶系,晶格与尖晶石(MgAl2O4)的结构十分类似。
在γ-Al2O3中.只有21又1/2个铝原子分布在24个阳离子部位,在八面体位置上有2又2/3个空位,而8个铝原子分布在四面体空隙中,相当于Al8[Al131/2□22/3]O32形式,其中□表示空位。
γ-Al2O3的晶体是无序的,A13+不规则地分布在由氧离子围成的八面体和四面体空隙之中。
电子衍射模式表明,Al 原子占据了所有的六配位位点,其余的则在四配位位点随机分布。
Al 原子的随机分布性导致了γ-Al2O3的XRD 衍射峰具有一定的宽化特征[5]。
这种无序性主要由铝原子的无序性来决定,正因为铝原子的无序性,控制其制备条件,可制得多种不同比表面积和孔容的γ-Al2O3产品,因此在催化领域中使用最多。
γ-Al2O3的结构表征通常有:红外光谱(IR spectroscopy),核磁共振光谱(NMR spectroscopy),X射线衍射(XRD),透射电子显微镜(TEM)和BET吸附。
一些新型的检测手段如:中子振动光谱NYS),瞬发Y中子活化分析(PGAA),小角X射线散射(SAXS)的应用也提供了更多的检测信息[6]。
活性氧化铝载体按特性区分有大孔容类(0.6-0.8ml.g-1),大比表面积类(250-350m2.g-1)。
低堆比重类(0.2-0.6g.ml-1),小孔径类(<40A),中孔径类(40-100A)及大孔径类(100-500A)等。
从化学组分上区分又可分为高钠型(Na2O 1%-2%)、中钠型(Na2O 0.2-0.3%)和低钠型(Na2O<0.01%);高硅型(Si02 1%-10%);低铁型(Fe2O3 <0.005%)。
[1]γ-Al2O3作为一种活性氧化铝,具备多孔性、高分散度、高比表面积、良好的吸附性、热稳定性和表面酸性,铝的孔可以通过多种方式进行调节,如制备工艺、原料的不同、添加扩孔剂等。
其中最容易实现、调节范围最大的方法是通过改变氧化铝的制备条件从而控制氧化铝前驱2.2γ-Al2O3的表面酸性氧化铝的催化活性受表面的酸碱性的影响,然而氧化铝的表面轻基与表面的酸碱性密切相关。
活性氧化铝作为一种常用的固体酸催化剂载体,酸性是由表面不完全配位的铝原子引起的[7]。
氧化铝前驱体中存在大量的羟基,随着温度的升高,相互接近的两个羟基脱水,表面羟基与相邻的氢生成水分子而被除去,氧化铝表面出现配位不饱和(CUS)铝离子是L 酸位。
而吸附了水汽的Lewis 酸位则成为弱Bronsted酸位。
这一过程可以表示为:随着进一步脱水,形成的Al-O-Al 之间的间距增大,使Al-O-Al 发生扭曲,键角变小,由此产生不同的酸强度。
氧化铝表面酸碱性取决于表面羟基数目和构型,前者与脱水温度有关,温度越高,羟基数量越少。
后者取决于与其相连的次表面层。
次表面层的羟基与不同数量、不同配位形式的铝离子相连,形成了强度不同的酸位[4]。
3. γ-Al2O3的制备方法3.1脱水法活性氧化铝是氢氧化铝在450-600℃之间加热脱水制各而得,根据制备原料的不同,主要有下面几种合成方法[2,8]:3.1.1 酸沉淀法即用酸性物质去中和碱性的铝盐溶液。
先用酸从铝酸盐溶液沉淀出一水合氧化铝,再通过老化、洗涤、干燥等过程得到氢氧化铝,常被称为酸沉淀法(碱法)。
潘成强等[9]采用偏铝酸钠与销酸并流的方法加入反应器中反应,制备氧氧化酸沉淀法工艺比较简单,重复性较好,制备得到的拟薄水铝石的比表面积较大,环境污染比较小,然而制得的产品中的阴离子很难完全除去。
酸沉淀法的缺点是添加的物料是强酸和强碱,因此反应体系稳定性较差,容易使产品质量波动。
反应原理:2A1 + 2NaOH + 2H2O→2NaA1O2 + 3H2NaAlO2 + HNO3 + H2O→A1(0H)3 + NaNO32A1(0H)3→Al2O3 + 3H2O工艺流程:NaOH水HNO3↓↓↓Al (OH)3→反应→稀释→过滤→中和→老化→过滤→烘干→成型→干燥→活化→γ-Al2O3浓度为600 g/l的烧碱溶液,在50~80℃下加入Al (OH)3,升温至110℃,保温反应3 h,稀释后静置1 h,经过滤,除不溶性杂质,再将清液和20 % HNO3进行中和反应,温度控制在30~50℃下,控制pH值7~7.5,反应10 min后老化2 h,过滤洗涤,于110℃烘干,挤条成型,干燥,在500℃下活化4 h得产品。
3.1.2 碱沉淀法碱沉淀法是用碱性物质中和酸性铝盐溶液。
首先用碱中和铝盐溶液反应生成一水合氧化铝,再老化、洗漆、干燥等,制备得到拟薄水铝石。
碱沉淀法能得到质量较稳定的产品,能够容易地去除杂质,不容易生成三水氧化铝。
碱沉淀法的缺点是对原料的纯度要求比较高,完全除去杂质阴离子比较困难。
反应原理:Al2(SO4)3+6NH3²H2O→2Al (OH)3↓+3 (NH4)2SO42A1(OH)3→Al2O3 + 3H2O工艺流程:Al2(SO4)3、NH3²H2O→反应→过滤洗涤→打浆→喷雾干燥→成型→活化→γ-Al2O3将Al2(SO4)3配成6 %水溶液,加入20% NH3²H2O在强烈搅拌下反应40~60min,得到Al (OH)3沉淀,再经压滤,水洗,打浆,干燥得到的氢氧化铝产物,挤条成型,在550℃下焙烧活化4 h,脱水生成活性氧化铝。
该法铝盐除了用Al2(SO4)3外,还可用AlCl3,明矾等,沉淀剂可用NaOH、Na2CO3、NaAlO2等代替NH3²H2O。