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氫氧化鋁—H3AlO3

氫氧化鋁—H3AlO3

  • 分類:行業動態
  • 作者:ZC-New Material
  • 來源:
  • 發布時間:2024-03-19
  • 訪問量:0

【概要描述】氫氧化鋁是一種無機物,化學式Al(OH)3,是鋁的氫氧化物。氫氧化鋁既能與酸反應生成鹽和水又能與強堿反應生成鹽和水,因此它是一種兩性氫氧化物。

氫氧化鋁—H3AlO3

【概要描述】氫氧化鋁是一種無機物,化學式Al(OH)3,是鋁的氫氧化物。氫氧化鋁既能與酸反應生成鹽和水又能與強堿反應生成鹽和水,因此它是一種兩性氫氧化物。

  • 分類:行業動態
  • 作者:ZC-New Material
  • 來源:
  • 發布時間:2024-03-19
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詳情

一、氫氧化鋁簡介

氫氧化鋁是一種無機物,化學式Al(OH)3,是鋁的氫氧化物。氫氧化鋁既能與酸反應生成鹽和水又能與強堿反應生成鹽和水,因此它是一種兩性氫氧化物。由于又顯一定的酸性,所以又可稱之為鋁酸(H3AlO3)。但實際與堿反應時生成的是四羥基合鋁酸鹽([Al(OH)4]-)。因此通常把它視作一水合偏鋁酸(HAlO2·H2O),按用途分為工業級和醫藥級兩種。

無機阻燃劑有氫氧化鋁、氫氧化鎂、氧化鎂、三氧化二銻、四硼酸鈉等,其中氫氧化鋁是應用最為廣泛的無機阻燃劑,它具有阻燃、消煙、填充的功能,尤其是經過表面改性的超細氫氧化鋁,還可以提高材料的力學性能。

 

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二、氫氧化鋁制備方法

工業生產方法工業生產方法主要包括拜耳法和燒結法。

1、拜耳法全球每年開產的鋁土礦石中,97%都用拜耳法處理得到氧化鋁。拜耳法包括兩個主要的過程:以苛性鈉溶液熱處理鋁土礦,使礦石中的氧化鋁生成偏鋁酸鈉,即:接著將冷卻后的鋁酸鈉溶液通過攪拌分解,再經過濾分離獲得氫氧化鋁產物,即:而分解后的苛性鈉可以進行循環使用。

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2、燒結法在工業制鋁中,燒結法適用于高硅的鋁土礦,即Al2O3/SiO27。

      燒結法的步驟包括以下幾個方面:

1)將鋁土礦和碳酸鈉溶液按一定比例混合進行燒結,其次,燒結過的鋁土礦再經碳酸鈉溶液淋溶制備成鋁酸鈉;最后,將CO2氣體通入到鋁酸鈉溶液中,生成氫氧化鋁。與此同時,苛性鈉轉變成碳酸鈉,可以重復使用于燒結過程。

2)水熱法通過水熱法合成的氫氧化鋁純度高、粒徑小、分布均勻且晶形容易控制,操作簡單,因此,在合成氫氧化鋁的過程中得到廣泛應用。

3)溶膠-凝膠法溶膠-凝膠法是當前制備超細氫氧化鋁常用的一種方法。最普遍的溶膠凝膠法制備氫氧化鋁是將鋁鹽和醇鹽在水中水解,其機理分為兩步:-OR基團先水解生產成-OH,接著氫氧化鋁再以沉淀形式析出。

4)碳分法碳分法是以向偏鋁酸鈉溶液中通入CO2氣體,將氫氧化鋁沉淀下來,通過調節pH值、CO2濃度等控制產物大小及形貌的一種方法。

5)微乳液法微乳液通常由表面活性劑、助表面活性劑、溶劑和水(或水溶液)組成。微乳液具有超低界面張力和很高的增溶能力等性能。用微乳液技術制備納米材料可以精確控制納米材料的晶體生長過程,而且微乳液球包裹住晶體顆粒,有效阻止了納米顆粒的團聚。

 

氫氧化鋁阻燃劑的優勢

超細氫氧化鋁常溫下物理和化學性質穩定,燃燒時不會產生二次污染,白度高,具有優良的色度指標。且納米氫氧化鋁不僅可提高阻燃聚合物的有限氧指數,增加阻燃性能,且有助于改善聚合物制品的表面光潔度和力學、電學性能,增強其抗漏電、耐電弧和耐磨損能力。另外,氫氧化鋁與其它阻燃劑的復合使用效果十分理想,能與多種物質產生協同作用、不揮發、無毒、無腐蝕性,且資源豐富、價格相對低廉,是一種應用廣泛的無機阻燃劑。

 

三、氫氧化鋁阻燃劑的阻燃機理

1、吸熱作用:在200-350℃脫水加熱,抑制聚合物的溫度升高;

2、稀釋作用:在橡膠、塑料及樹脂等有機高聚物中填充后,使復合材料中可燃性物質的濃度下降;另外,ATH受熱分解后放出的水蒸氣稀釋可燃性氣體和氧氣的濃度,可有效減緩或阻止燃燒;

3、覆蓋作用:氫氧化鋁脫水后在可燃物表面生成Al2O3保護膜,隔絕氧氣,可阻止繼續燃燒;

4、碳化作用:阻燃劑在燃燒條件下產生強烈脫水性物質(過渡態氧化鋁),使塑料碳化而不易產生可燃性揮發物,從而阻止火焰的蔓延。

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四、氫氧化鋁的應用

1.化工原料

因為氫氧化鋁能夠大規模生產,原料充Chemicalbook足,產品純度高,且易溶于酸堿。因此氫氧化鋁是制備鋁鹽的重要原料,如鋁酸鋇、硫酸鋁等。

2.阻燃劑

氫氧化鋁粉體因其具有填充、阻燃、消煙的功能且無毒無害,通常被視為塑料、不飽和聚酯、橡膠和其他有機聚合物的一種理想的阻燃劑填料。氫氧化鋁的阻燃機理:當溫度超過200℃時,氫氧化鋁開始吸熱分解并釋放三個結晶水,在250℃左右其分解率最大。即:此反應為強吸熱反應,從而抑制聚合物溫度的升高,降低其分解率,且只產生水蒸氣,不會生成有毒有害氣體。

3.陶瓷

氫氧化鋁經過高溫焙燒得到氧化鋁,而氧化鋁具有較高的熱化學穩定性、熱強度、抗蠕變性、介電性能及較低的熱膨脹系數,是合成陶瓷的重要材料。在陶瓷合成過程中,氫氧化鋁活化和控制結晶過程,從而達到控制復合材料的相形成。

4.污水處理

氫氧化鋁在水中以Al(OH)4-為主,可以將污水中的有毒重金屬通過共沉淀的方法沉淀下來再經過濾達到凈水的效果。氫氧化鋁又有很高的比表面積,可以將污水中的膠體、懸浮固體、染料、有機物等吸附在表面。

5.醫藥

氫氧化鋁能夠中和胃酸,且無毒無害,是治療胃病的傳統良藥。而將氫氧化鋁作為佐藥又能提高疫苗的免疫原性,其作用機理為將抗原吸附在氫氧化鋁表面,讓其緩慢釋放,達到延長藥效的作用。

6.催化劑載體

由于氫氧化鋁在制備過程中,通過控制反應物溫度、濃度及pH等條件制備出不同比表面積、孔體積、孔結構及晶體結構的目的產物,能有效作為催化劑載體應用于不飽和羰基化合物的加氫、制備富勒烯等。

7.造紙工業

氫氧化鋁具有高白度、超細的粒子大小、完整的晶型,并且與增白劑的配伍性能強。把它作為涂料及樹脂的添加劑,能有效的提高涂布紙的白度、不透明度、光滑度及著墨性。

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