活性氧化鋁在吸附及催化領(lǐng)域的應用
活性氧化鋁具有較大的比表面積、多種孔隙結構及孔徑分布、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(zhù)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化學(xué)品，也是一種化學(xué)品。不同用途對物性結構的要求不同，這就是其性強、品種牌號多的緣故。據統計，用氧化鋁作催化劑及載體的數量，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(jiàn)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構，兩者的區別是：四面體的晶體結構不同（γ>η），六方層的堆排規整性不同（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。
由于活性氧化鋁對水有較強的親和力，因此在氣體干燥中得到了廣泛應用。能夠用活性氧化鋁干燥的氣體主要有：乙炔、裂解氣、焦爐氣、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、氮氣、氯氣等。由于活性氧化鋁吸附水時(shí)放出大量的熱，因此，應用時(shí)要綜合干燥能力、干燥速度、換熱及再生方式等進(jìn)行設計。

由于中國豐富的硬水鋁石鋁土礦資源在經(jīng)濟上的重要性，因此對開(kāi)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(kāi)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(chēng)為RL的新型陰離子捕收劑浮出硬水鋁石，回收率超過(guò)90 % ，而鋁硅酸鹽礦物被無(wú)機抑制劑抑制，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會(huì )。然而，有價(jià)礦物硬水鋁石沒(méi)有太高的鋁含量，也沒(méi)有與脈石黏土礦物差別太大的晶體結構。
在礦物學(xué)方面，硬水鋁石是一種雙鏈結構，而所有的黏土礦物則都是層狀結構。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(guò)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層之間的八面體配位位置。黏土礦物中，高嶺石是二層結構的鋁硅酸鹽，這兩個(gè)層是通過(guò)公共的氧原子共價(jià)結合在一起，形成一個(gè)層狀結構的重復單元，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使兩層重復單元聚于一起。
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構的一個(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)結合而成，形成一個(gè)三層夾層結構，這些夾層結構則由相對弱的范德華力聚集在一起。伊利石具有與葉蠟石類(lèi)似的晶體結構，也是一種三層硅酸鹽。然而，在伊利石中，隨著(zhù)水對晶格氫氧化物取代程度的變化，Al3+類(lèi)質(zhì)同象取代了四面體硅酸鹽的一些晶格Si4+ ，這些補償離子通常是鉀，它橋鍵連結了兩個(gè)鄰近的夾層結構，在這種情況下層間力為離子性質(zhì)。磨礦時(shí)，硬水鋁石沿結合弱的晶面破裂，破碎破壞了離子/ 共價(jià)的Al-O鍵，導致生成一個(gè)離子性質(zhì)的不飽和殘留鍵的表面。對于層結構的黏土礦物，破碎使粒子沿弱結合的基面裂開(kāi) [2]。
從理論上說(shuō)，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(yáng)離子捕收劑進(jìn)行，此時(shí)硬水鋁石荷正電，而黏土礦物荷負電。使用一種典型的陽(yáng)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。
發(fā)現了對這些黏土礦物的一種強捕收劑后，對硬水鋁石礦石反浮選的第二個(gè)要求是尋找一種對硬水鋁石的抑制劑，而且也可作為一種分散劑。由于從理論分析可知，需要對硬水鋁石進(jìn)行分散，否則它將與細粒黏土礦物產(chǎn)出雜凝聚，從而導致明顯的機械夾帶和較差的泡沫質(zhì)量。業(yè)已發(fā)現，DDA在從pH4～10的寬范圍內能有效浮出硬水鋁石，預計DN12也有類(lèi)似性能，這就為硬水鋁石礦石的反浮選提供了機遇。因此進(jìn)行了一些努力來(lái)試驗無(wú)機多磷酸鹽作為硬水鋁石潛在的分散劑/ 抑制劑。