活性氧化鋁在吸附及催化領(lǐng)域的應(yīng)用
活性氧化鋁具有較大的比表面積、多種孔隙結(jié)構(gòu)及孔徑分布、豐富的表面性質(zhì)，因此，在吸附劑、催化劑及催化劑載體方面有著廣泛的用途。
吸附劑及催化劑

吸附劑及催化劑載體用氧化鋁是一種精細(xì)化學(xué)品，也是一種化學(xué)品。不同用途對(duì)物性結(jié)構(gòu)的要求不同，這就是其性強(qiáng)、品種牌號(hào)多的緣故。據(jù)統(tǒng)計(jì)，用氧化鋁作催化劑及載體的數(shù)量，比分子篩、硅膠、活性炭、硅藻土及硅鋁膠的催化劑總用量還多。由此可見氧化鋁在催化劑及載體中的舉足輕重的地位。其中η-Al2O3和γ-Al2O3又是重要的催化劑及載體，它們都是含有缺陷的尖晶石結(jié)構(gòu)，兩者的區(qū)別是：四面體的晶體結(jié)構(gòu)不同（γ>η），六方層的堆排規(guī)整性不同（γ>η）以及Al—O鍵距不同（η>γ，差值0.05～0.1nm）。

活性氧化鋁作為吸附劑的主要的工業(yè)應(yīng)用包括氣體干燥、液體干燥、水質(zhì)凈化、石油工業(yè)的選擇吸附以及色層分離工藝等。
由于活性氧化鋁對(duì)水有較強(qiáng)的親和力，因此在氣體干燥中得到了廣泛應(yīng)用。能夠用活性氧化鋁干燥的氣體主要有：乙炔、裂解氣、焦?fàn)t氣、氫氣、氧氣、空氣、乙烷、氯化氫、丙烷、氨氣、乙烯、硫化氫、丙烯、氬氣、甲烷、二氧化硫、二氧化碳、天然氣、氦氣、氮?dú)?、氯氣等。由于活性氧化鋁吸附水時(shí)放出大量的熱，因此，應(yīng)用時(shí)要綜合干燥能力、干燥速度、換熱及再生方式等進(jìn)行設(shè)計(jì)。

由于中國豐富的硬水鋁石鋁土礦資源在經(jīng)濟(jì)上的重要性，因此對(duì)開發(fā)浮選- 拜耳法進(jìn)行了深入研究。作為一種基于表面潤濕性的分離技術(shù)，浮選有較高的通用性，尤其適于細(xì)粒分選，因此被選擇作為硬水鋁石礦石潛在的物理富集方法。早期研究的努力開發(fā)出了一些直接浮選硬水鋁石而脫除硅酸鹽礦物的新螯合捕收劑。例如使用一種稱為RL的新型陰離子捕收劑浮出硬水鋁石，回收率超過90 % ，而鋁硅酸鹽礦物被無機(jī)抑制劑抑制，從而使浮選精礦中鋁硅比大于11。

包括硬水鋁石(Al?O?·H?O) 、高嶺石(Al4〔Si4O10〕(OH)8) 、葉蠟石(Al2〔Si4O10〕(OH) 2 ) 和伊利石( K1 - x (H2O) xAl2〔AlSi3O10〕(OH) 2 - x ( H2O)x)的所有主要組分均含有鋁，這就為選擇性浮選提供了機(jī)會(huì)。然而，有價(jià)礦物硬水鋁石沒有太高的鋁含量，也沒有與脈石黏土礦物差別太大的晶體結(jié)構(gòu)。
在礦物學(xué)方面，硬水鋁石是一種雙鏈結(jié)構(gòu)，而所有的黏土礦物則都是層狀結(jié)構(gòu)。硬水鋁石由六方緊密堆積的氧層與充填了2/3八面體間隙位置的鋁原子組成。每個(gè)所占據(jù)的八面體與鄰近的鋁八面體共享四個(gè)邊，并在C 軸方向形成雙鏈，這些單元通過共享的氧原子連在一起，鋁原子以形成八面體帶的方式占據(jù)層之間的八面體配位位置。黏土礦物中，高嶺石是二層結(jié)構(gòu)的鋁硅酸鹽，這兩個(gè)層是通過公共的氧原子共價(jià)結(jié)合在一起，形成一個(gè)層狀結(jié)構(gòu)的重復(fù)單元，八面體氫氧化鋁的羥基離子和四面體硅酸鹽的氧原子之間的氫鏈?zhǔn)箖蓪又貜?fù)單元聚于一起。
葉蠟石則是一種三層鋁硅酸鹽，它是由四面體硅酸鹽的兩層之間夾層結(jié)構(gòu)的一個(gè)八面體鋁氫氧化物層組成，而且這種三層是由公共的氧原子共價(jià)結(jié)合而成，形成一個(gè)三層夾層結(jié)構(gòu)，這些夾層結(jié)構(gòu)則由相對(duì)弱的范德華力聚集在一起。伊利石具有與葉蠟石類似的晶體結(jié)構(gòu)，也是一種三層硅酸鹽。然而，在伊利石中，隨著水對(duì)晶格氫氧化物取代程度的變化，Al3+類質(zhì)同象取代了四面體硅酸鹽的一些晶格Si4+ ，這些補(bǔ)償離子通常是鉀，它橋鍵連結(jié)了兩個(gè)鄰近的夾層結(jié)構(gòu)，在這種情況下層間力為離子性質(zhì)。磨礦時(shí)，硬水鋁石沿結(jié)合弱的晶面破裂，破碎破壞了離子/ 共價(jià)的Al-O鍵，導(dǎo)致生成一個(gè)離子性質(zhì)的不飽和殘留鍵的表面。對(duì)于層結(jié)構(gòu)的黏土礦物，破碎使粒子沿弱結(jié)合的基面裂開 [2]。
從理論上說，不同的iep 值表明，從硬水鋁石中反浮選鋁硅酸鹽黏土礦物可以在pH 4～6用陽離子捕收劑進(jìn)行，此時(shí)硬水鋁石荷正電，而黏土礦物荷負(fù)電。使用一種典型的陽離子捕收劑十二烷基胺(DDA) 進(jìn)行了三種鋁硅酸鹽黏土單礦物的浮選試驗(yàn)。
發(fā)現(xiàn)了對(duì)這些黏土礦物的一種強(qiáng)捕收劑后，對(duì)硬水鋁石礦石反浮選的第二個(gè)要求是尋找一種對(duì)硬水鋁石的抑制劑，而且也可作為一種分散劑。由于從理論分析可知，需要對(duì)硬水鋁石進(jìn)行分散，否則它將與細(xì)粒黏土礦物產(chǎn)出雜凝聚，從而導(dǎo)致明顯的機(jī)械夾帶和較差的泡沫質(zhì)量。業(yè)已發(fā)現(xiàn)，DDA在從pH4～10的寬范圍內(nèi)能有效浮出硬水鋁石，預(yù)計(jì)DN12也有類似性能，這就為硬水鋁石礦石的反浮選提供了機(jī)遇。因此進(jìn)行了一些努力來試驗(yàn)無機(jī)多磷酸鹽作為硬水鋁石潛在的分散劑/ 抑制劑。