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鄒小姐：13326633089 -
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氧化鋁產品類型眾多，五花八門，例如市場上除了常見一些氧化鋁粉體等產品外，還有軟水鋁石、勃姆石、湃鋁石、薄水鋁石、擬薄水鋁石等等，剛入行或者了解不深的人看到這些名稱可能就和以前的小編一樣懵逼，氧化鋁還有這么多種？
其實它們都屬于廣大的“氧化鋁家族”，除了常規的氧化鋁外，還有很多屬于水合氧化鋁的類別，以下就跟著小編一起來了解一下吧~
水合氧化鋁的種類
水合氧化鋁可以簡單理解為帶有結晶水的氧化鋁，通常用各種水合氧化鋁煅燒失水而獲得相對應的氧化鋁晶體，因此它是一類非常重要的氧化鋁前驅體。水合氧化鋁的化學式為Al2O3·nH2O，可以分為晶體和凝膠（低結晶水合氧化鋁）兩大類，晶體的結晶度要比凝膠的好。
1. 晶體型
晶體根據本身結構中水分子數目的多少可以被分為三水合氧化鋁和一水合氧化鋁。
三水合氧化鋁（又稱氫氧化鋁）有三種晶型: α-Al2O3·3H2O（英文名稱Gibbsite，又稱三水鋁石），β-Al2O3·3H2O（英文名稱Bayerite，又稱湃鋁石），新β-Al2O3·3H2O（英文名稱Nordshandite，又稱諾水鋁石）。
一水合氧化鋁（又稱羥基氧化鋁）有兩種晶型：γ-AlOOH（英文名稱Boehmite，又稱薄水鋁石、勃姆石或一水軟鋁石）和α-AlOOH（英文名稱Diaspore，又稱硬水鋁石）。
2. 凝膠型
水合氧化鋁凝膠結構中不能確定水分子數目，通常有以下兩種：無定形膠(Amorphous)和膠型軟鋁石（也稱擬薄水鋁石pseudo-boehmite，簡稱PB）。
近幾十年來，由于勃姆石和擬薄水鋁石在國內外研究的比較多，其性質具有代表性，用途十分廣泛，以下以這兩種水合氧化鋁為代表進行詳細介紹。
勃姆石和擬薄水鋁石
1. 勃姆石
勃姆石（薄水鋁石、一水軟鋁石）是一類結晶不完全的水合氧化鋁，屬于正交晶系，具有層狀結構。在每單一結構層內，由許多AlO6八面體構成，氧離子以立方密堆積排列在八面體的頂點，鋁離子位于八面體的中央形成雙層結構，氫氧根位于層狀結構的表面上，層與層之間由氫鍵連接在一起。
勃姆石的晶體結構
勃姆石的微觀結構
勃姆石具有如下的優點：比較高的零點電荷和界面自由能、比較大的孔隙率和比表面積、比較好的分散性和膠溶性能等，主要用作制備γ-Al2O3的原料，近幾年在新能源鋰電池隔膜領域已成為應用熱門。
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2. 擬薄水鋁石
擬薄水鋁石（假一水軟鋁石）是一類細小顆粒狀的具有薄的褶皺片層的結晶不夠完整的水合氧化鋁，其含水態為觸變性凝膠，具有比較大的孔容和比表面積等特點。擬薄水鋁石在400-700℃間焙燒一段時間后可以得到γ-Al2O3，而在1100-1200℃間煅燒卻可以得納米級α-Al2O3。
擬薄水鋁石微觀結構
擬薄水鋁石和勃姆石具有相似的結構，二者之間并無截然的分界線，兩者之間主要有以下兩點區別。一方面，兩者晶粒大小和結晶完整性不同，勃姆石的晶粒更大，結晶更完整一些；另一方面，兩者所含水量不一樣。擬薄水鋁石中具有三種不同類型的水，即依靠范德華力吸附在膠體粒子表面的表面吸附水、依靠氫鍵與膠體粒子結合在一起的層間結構水和結合最為牢固的結晶水。然而，勃姆石卻只有層間結構水和結晶水，沒有表面吸附水。因此，擬薄水鋁石也被稱為不完全脫水的勃姆石，常被視為結晶性不佳的勃姆石，正是由于以上的區別，造成了二者在物理性質及應用上極大的差異。
通常，將平均晶粒度小于10nm的產物視為擬薄水鋁石，大于50nm的產物視為薄水鋁石，在10~50nm時，視為薄水鋁石與擬薄水鋁石的中間產物，也可以把中間產物劃為擬薄水鋁石。
水合氧化鋁的應用
1. 作為活性氧化鋁的前驅體
活性氧化鋁（如γ-Al2O3）具有豐富的中孔結構及相對活潑的化學性質，在 催化裂化（FCC）操作條件下，有很好的熱和水熱穩定性，因此在催化劑中添加活性氧化鋁已成為改善基質活性常用的方法。
擬薄水鋁石和薄水鋁石均為活性氧化鋁的前驅體，在FCC催化劑中起著不同的作用。以酸化擬薄水鋁石為黏結劑制備的催化劑具有孔結構好、重油裂化能力強的優點；含薄水鋁石的催化劑則具有較好的抗重金屬能力。
活性氧化鋁吸附劑/催化劑
2. 制備阻燃劑
氫氧化鋁（三水合氧化鋁）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。
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。
阻燃塑料
3. 制備氧化鋁粉體/陶瓷
水合氧化鋁經過高溫煅燒可以獲得α-Al2O3，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，通常用來制備氧化鋁陶瓷，也可以作為功能添加劑，廣泛應用于各行業。
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。通過調控勃姆石前驅體的制備工藝，可以實現對最終產物氧化鋁的微觀組織與性能的控制，也成為制備納米氧化鋁的研究熱點之一。
氧化鋁陶瓷
4. 作為催化劑/藥物載體
水合氧化鋁由于通常結晶度不完整，會具有一定的孔隙率和大的比較面積，可以在制備過程中，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。
由于無毒無害，且能中和胃酸，也可作為藥物載體將抗原吸附在表面，讓其緩慢釋放，達到延長藥效的作用。
5. 作為鋰電隔膜材料
納米勃姆石的眾多特性，使其在鋰電隔膜的行業應用中獨樹一幟。優良的導熱性和阻燃性，可以有效解決鋰電池隔膜導熱的問題，避免電池的自燃甚至爆炸；良好的疏水性則有利于提高電池的安全穩定性；其硬度低，有利于降低機械加工成本。值得一提的是，勃姆石與有機物的相容性好，因此將勃姆石與有機物共混，應用于鋰電池隔膜材料已成為熱點。
6. 其他應用
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，又因為有很高的比表面積，可以將污水中的膠體、懸浮固體、染料、有機物等吸附在表面。
因為氫氧化鋁能夠大規模生產，原料充足，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。
當擬薄水鋁石作為黏結劑應用在催化劑的成型工藝中時，可以提供具有高機械阻力和較大粒徑的催化劑，從而簡化了其在填充式反應器中的使用。擬薄水鋁石也常用來制備γ-Al2O3涂層，可提高載體比表面積，有助于活性組分在載體中有效均勻地分布，是目前最常用的涂層材料之一。
在制備磷鋁分子篩和雜原子磷鋁系列分子篩時，在加入磷源和鋁源的時候最好同時加入氧源；另外，反應之前的混合物應該分散均勻，最好加入能夠溶于酸性溶液的鋁源。水合氧化鋁不僅可以提供氧源，還可以使反應物混合均勻分散，因此通常優先選擇水合氧化鋁作為鋁源。
總結
水合氧化鋁原料來源廣泛，由于結晶水的存在擁有有別于常規氧化鋁的結構，因此可滿足一些特殊功能需求，十分有應用前景。目前行業內普遍關注的是孔容、比表面積等性質，而勃姆石用于鋰電隔膜領域追求高純超細粉體的方向也值得關注，尋求更加高效、經濟制備工藝至關重要，同時也不能忽視應用研究。
資料來源：
1. 水合氧化鋁納米微晶的制備及應用研究，溫俊磊（華南理工大學）；
2. 氫氧化鋁的制備方法及應用，王凌云、童東紳、祝軍兵、俞衛華、周春暉（浙江工業大學化學工程學院）；
3. 納米勃姆石粉體的制備與應用研究進展，盧楊、郝春來、戴晨晨、王復棟、李振、王晶（1. 營口理工學院材料科學與工程學院；2. 大連交通大學，遼寧省無機超細粉體制備及應用重點實驗室）；
4. 擬薄水鋁石的制備最新進展及其應用，楊晶鈴、燕溪溪、劉震、汪宏星、李志豪、應思斌、王利軍（1. 上海第二工業大學能源與材料學院；2. 寧波聚才新材料科技有限公司；3. 浙江新化化工股份有限公司；4．復旦大學聚合物分子工程國家重點實驗室）。
粉體圈小吉
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