在石油化工、化肥工業(yè)中,廣泛用作催化劑、催化劑載體?;钚匝趸X又具有吸附特性,因而用作氣體和液體的干燥劑、氣體凈化的吸附劑、飲水除氟劑、工業(yè)污水的顏色和氣味消除劑等。當(dāng)今得到的主要的工業(yè)活性氧化鋁產(chǎn)品都是靠快速脫水法生產(chǎn)的?;钚匝趸X是指經(jīng)過(guò)充分細(xì)磨、以原晶尺寸大小1μm的α-Al2O3為基本組成(20%~90%)的煅燒氧化鋁。
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。
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)。
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)狻⒙葰獾?。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)。
在水質(zhì)凈化方面,活性氧化鋁除主要用于去除飲水中的氟化物外,對(duì)工業(yè)污水顏色及氣味的消除也很有效果。此外,活性氧化鋁在碳水化合物的回收和選擇性吸附及動(dòng)力系統(tǒng)油的養(yǎng)護(hù)中也有普遍應(yīng)用。
(1)高溫氧化鋁載體。此類氧化鋁比表面積很小,具有耐高溫性、耐化學(xué)性以及較高的機(jī)械強(qiáng)度,所以能耐惡劣的操作條件。由于氧化鋁的惰性,高溫氧化鋁載體不會(huì)成為引起副反應(yīng)和選擇性下降的潛在活性源,也不會(huì)成為催化劑體系的潛在毒害源。
2)相互作用型載體。此類氧化鋁應(yīng)用廣泛,它能和催化劑活性組分相反應(yīng),使催化劑活性組分分散到載體中,為活性組分提供有效的比表面積和合適的孔結(jié)構(gòu),以提高催化劑的熱穩(wěn)定性及抗毒性能。
光催化劑載體要求能改善所擔(dān)載的物質(zhì)的組織結(jié)構(gòu)(如增加孔隙、表面積等),同時(shí)由于光催化劑是靠光和催化劑的結(jié)合來(lái)發(fā)揮催化作用的,只有被光激活的催化劑才具有光催化效果。因此,良好的光催化劑載體應(yīng)具有以下特點(diǎn):具有良好的透光性;在不影響TiO2催化活性的前提下,與TiO2顆粒間具有較強(qiáng)的結(jié)合力;比表面積大;對(duì)被降解的污染物有較強(qiáng)吸附性;易于固液分離;有利于固-液傳質(zhì);化學(xué)惰性等。
劉勛等研究了幾種不同天然礦物(硅藻土、蛭石、高嶺土、膨潤(rùn)土、硅灰石和海泡石)與納米TiO2的復(fù)合。結(jié)果表明,在6種天然礦物所制得的復(fù)合材料中,以海泡石光催化降解,作用6h后,對(duì)甲基橙光降解率達(dá)到98%。其次是硅藻土和硅灰石,分別達(dá)到87%和85%