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氢氧化铝—H3AlO3

氢氧化铝—H3AlO3

  • 分类:行业动态
  • 作者:ZC-New Material
  • 来源:
  • 发布时间:2024-03-19
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【概要描述】氢氧化铝是一种无机物,化学式Al(OH)3,是铝的氢氧化物。氢氧化铝既能与酸反应生成盐和水又能与强碱反应生成盐和水,因此它是一种两性氢氧化物。

氢氧化铝—H3AlO3

【概要描述】氢氧化铝是一种无机物,化学式Al(OH)3,是铝的氢氧化物。氢氧化铝既能与酸反应生成盐和水又能与强碱反应生成盐和水,因此它是一种两性氢氧化物。

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一、氢氧化铝简介

氢氧化铝是一种无机物,化学式Al(OH)3,是铝的氢氧化物。氢氧化铝既能与酸反应生成盐和水又能与强碱反应生成盐和水,因此它是一种两性氢氧化物。由于又显一定的酸性,所以又可称之为铝酸(H3AlO3)。但实际与碱反应时生成的是四羟基合铝酸盐([Al(OH)4]-)。因此通常把它视作一水合偏铝酸(HAlO2·H2O),按用途分为工业级和医药级两种。

无机阻燃剂有氢氧化铝、氢氧化镁、氧化镁、三氧化二锑、四硼酸钠等,其中氢氧化铝是应用最为广泛的无机阻燃剂,它具有阻燃、消烟、填充的功能,尤其是经过表面改性的超细氢氧化铝,还可以提高材料的力学性能。

 

 

二、氢氧化铝制备方法

工业生产方法工业生产方法主要包括拜耳法和烧结法。

1、拜耳法全球每年开产的铝土矿石中,97%都用拜耳法处理得到氧化铝。拜耳法包括两个主要的过程:以苛性钠溶液热处理铝土矿,使矿石中的氧化铝生成偏铝酸钠,即:接着将冷却后的铝酸钠溶液通过搅拌分解,再经过滤分离获得氢氧化铝产物,即:而分解后的苛性钠可以进行循环使用。

2、烧结法在工业制铝中,烧结法适用于高硅的铝土矿,即Al2O3/SiO27。

      烧结法的步骤包括以下几个方面:

1)将铝土矿和碳酸钠溶液按一定比例混合进行烧结,其次,烧结过的铝土矿再经碳酸钠溶液淋溶制备成铝酸钠;最后,将CO2气体通入到铝酸钠溶液中,生成氢氧化铝。与此同时,苛性钠转变成碳酸钠,可以重复使用于烧结过程。

2)水热法通过水热法合成的氢氧化铝纯度高、粒径小、分布均匀且晶形容易控制,操作简单,因此,在合成氢氧化铝的过程中得到广泛应用。

3)溶胶-凝胶法溶胶-凝胶法是当前制备超细氢氧化铝常用的一种方法。最普遍的溶胶凝胶法制备氢氧化铝是将铝盐和醇盐在水中水解,其机理分为两步:-OR基团先水解生产成-OH,接着氢氧化铝再以沉淀形式析出。

4)碳分法碳分法是以向偏铝酸钠溶液中通入CO2气体,将氢氧化铝沉淀下来,通过调节pH值、CO2浓度等控制产物大小及形貌的一种方法。

5)微乳液法微乳液通常由表面活性剂、助表面活性剂、溶剂和水(或水溶液)组成。微乳液具有超低界面张力和很高的增溶能力等性能。用微乳液技术制备纳米材料可以精确控制纳米材料的晶体生长过程,而且微乳液球包裹住晶体颗粒,有效阻止了纳米颗粒的团聚。

 

氢氧化铝阻燃剂的优势

超细氢氧化铝常温下物理和化学性质稳定,燃烧时不会产生二次污染,白度高,具有优良的色度指标。且纳米氢氧化铝不仅可提高阻燃聚合物的有限氧指数,增加阻燃性能,且有助于改善聚合物制品的表面光洁度和力学、电学性能,增强其抗漏电、耐电弧和耐磨损能力。另外,氢氧化铝与其它阻燃剂的复合使用效果十分理想,能与多种物质产生协同作用、不挥发、无毒、无腐蚀性,且资源丰富、价格相对低廉,是一种应用广泛的无机阻燃剂。

 

三、氢氧化铝阻燃剂的阻燃机理

1、吸热作用:在200-350℃脱水加热,抑制聚合物的温度升高;

2、稀释作用:在橡胶、塑料及树脂等有机高聚物中填充后,使复合材料中可燃性物质的浓度下降;另外,ATH受热分解后放出的水蒸气稀释可燃性气体和氧气的浓度,可有效减缓或阻止燃烧;

3、覆盖作用:氢氧化铝脱水后在可燃物表面生成Al2O3保护膜,隔绝氧气,可阻止继续燃烧;

4、碳化作用:阻燃剂在燃烧条件下产生强烈脱水性物质(过渡态氧化铝),使塑料碳化而不易产生可燃性挥发物,从而阻止火焰的蔓延。

 

四、氢氧化铝的应用

1.化工原料

因为氢氧化铝能够大规模生产,原料充Chemicalbook足,产品纯度高,且易溶于酸碱。因此氢氧化铝是制备铝盐的重要原料,如铝酸钡、硫酸铝等。

2.阻燃剂

氢氧化铝粉体因其具有填充、阻燃、消烟的功能且无毒无害,通常被视为塑料、不饱和聚酯、橡胶和其他有机聚合物的一种理想的阻燃剂填料。氢氧化铝的阻燃机理:当温度超过200℃时,氢氧化铝开始吸热分解并释放三个结晶水,在250℃左右其分解率最大。即:此反应为强吸热反应,从而抑制聚合物温度的升高,降低其分解率,且只产生水蒸气,不会生成有毒有害气体。

3.陶瓷

氢氧化铝经过高温焙烧得到氧化铝,而氧化铝具有较高的热化学稳定性、热强度、抗蠕变性、介电性能及较低的热膨胀系数,是合成陶瓷的重要材料。在陶瓷合成过程中,氢氧化铝活化和控制结晶过程,从而达到控制复合材料的相形成。

4.污水处理

氢氧化铝在水中以Al(OH)4-为主,可以将污水中的有毒重金属通过共沉淀的方法沉淀下来再经过滤达到净水的效果。氢氧化铝又有很高的比表面积,可以将污水中的胶体、悬浮固体、染料、有机物等吸附在表面。

5.医药

氢氧化铝能够中和胃酸,且无毒无害,是治疗胃病的传统良药。而将氢氧化铝作为佐药又能提高疫苗的免疫原性,其作用机理为将抗原吸附在氢氧化铝表面,让其缓慢释放,达到延长药效的作用。

6.催化剂载体

由于氢氧化铝在制备过程中,通过控制反应物温度、浓度及pH等条件制备出不同比表面积、孔体积、孔结构及晶体结构的目的产物,能有效作为催化剂载体应用于不饱和羰基化合物的加氢、制备富勒烯等。

7.造纸工业

氢氧化铝具有高白度、超细的粒子大小、完整的晶型,并且与增白剂的配伍性能强。把它作为涂料及树脂的添加剂,能有效的提高涂布纸的白度、不透明度、光滑度及着墨性。

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