活性氧化鋁因其具有比表面積大、孔結構可調、吸附性能好、表面具有酸性和熱穩定性好等優點，作為吸附劑、凈水劑、催化劑及催化劑載體等，廣泛應用于醫藥、化工、冶金、水質凈化、化學分析、廢氣治理等領域，特別是在氧化鋁電子陶瓷、石油加氫裂化、加氫精制、加氫重整、脫氫反應及汽車尾氣凈化等反應過程中發揮著重要作用。

　　一、活性氧化鋁概述

　　1、活性氧化鋁性質

　　1)比表面積大：活性氧化鋁具有高的比表面積，合理控制氧化鋁的培燒制度，可以制備比表面積高達360m2/g的活性氧化鋁。利用NaAlO2分解所得膠狀氫氧化鋁作為原料，制備的活性氧化鋁，其孔徑非常細小，比表面積更可高達600m2/g。

活性氧化鋁球

　　2)孔徑結構可調：一般來說，用純氫氧化鋁培燒可以制得中等孔徑的產品。以鋁膠等制備活性氧化鋁可以制得較小孔徑的產品，而在制備活性氧化鋁時加入某些有機物，如乙二醇、纖維，燃燒后可以制得較大孔徑的活性氧化鋁。

　　3)表面具有酸性和熱穩定性好。

　　2、活性氧化鋁的分類

　　1)γ系列低溫氧化鋁

　　其分子式可由通式Al2O3?nH2O表示，其中0，這種形態是在不超過600℃得脫水溫度下生成，包括ρ、χ、η、γ-氧化鋁、結晶情況不好。

　　2)δ系列高溫氧化鋁

　　δ系列高溫氧化鋁在800℃～1000℃天然產物稱為分子劑，包括k、θ、δ-氧化鋁等，相對結晶情況較好。

　　3)ρ-氧化鋁

　　ρ-氧化鋁是一種不定形體，是三水鋁石快速加熱脫水而成的，其重要的特性實再水化。根據其水化特性，可以制備出許多不同品種的活性氧化鋁制品，如棒狀、球狀等。

　　二、活性氧化鋁制備

　　活性氧化鋁粉體是將氫氧化鋁，擬薄水鋁石等氧化鋁與不同添加劑混合后，控制不同焙燒條件而制得的，具體工藝流程如下：

活性氧化鋁工藝流程圖

　　活性氧化鋁孔結構的調變主要集中在前體擬薄水鋁石制備、氧化鋁載體成型過程及成型后處理等3個方面。

　　1)擬薄水鋁石制備

　　擬薄水鋁石制備過程對產物的孔結構有很大影響，制備主要包括成膠(或沉淀)、老化、干燥等步驟。

　　擬薄水鋁石的常規制備方法有很多種，每種方法所得產品的物性區別也很大。例如，硝酸法制備的擬薄水鋁石具有孔徑分布窄的特點;用堿沉淀法在合適的中和條件下則可制備出大孔大比面積的γ-Al2O3載體;而NaAlO2-CO2法則可制得孔徑分布相對寬的擬薄水鋁石。

　　2)γ-Al2O3載體成型時調控孔結構

　　γ-Al2O3載體成型時調控孔結構方法主要有：擴孔劑法、低溫燒結法。

　　a、擴孔劑法：按其作用可分為物理擴孔劑和化學擴孔劑兩類。

　　物理擴孔劑是利用在煅燒過程中分解成氣體而逸出，釋放出原來占有的空間優點是：方法簡單。

　　化學擴孔劑是與擬薄水鋁石發生化學作用，改變擬薄水鋁石粒子大小和分散狀態。優點是氧化鋁形成的孔徑效果好。

　　活性氧化鋁應用于石油領域的催化劑載體

　　b、低溫燒結法：在γ-Al2O3成型時添加燒結能力適中的低溫燒結劑，調節燒結劑配方和加入量，使得氧化鋁在較低溫度下發生燒結反應，從而可有效地調控氧化鋁的孔結構。

　　目前，低溫燒結法是一種很有潛力調控載體孔結構的方法。

　　3)γ-Al2O3載體成型后調控孔結構

　　γ-Al2O3載體成型后調控孔結構方法主要是水熱處理法和改變焙燒溫度。

　　a、水熱處理法

　　水熱處理法也稱水蒸氣處理，具體來說就是將成型后的氧化鋁在水蒸氣存在下進行焙燒，是一種比較常用的化學擴孔法。

　　水熱處理過程中氧化鋁載體孔結構的變化主要原因是γ-Al2O3發生了再水合過程，生成了粒度較大的擬薄水鋁石晶體，從而形成了較大的顆粒間隙孔，增大了載體的孔徑，且隨著處理溫度的升高，孔徑逐漸增大。

　　b、改變焙燒溫度

　　焙燒包括脫水、脫羥基、粒子燒結、分解或脫除揮發性物質及燒去有機物等過程，這些過程都影響著最終的γ-Al2O3載體的孔結構。

　　需要特別注意的是：為保證氧化鋁載體的性質，在其焙燒工序中必須控制適宜的焙燒溫度和焙燒時間。

　　三、活性氧化鋁的應用

　　活性氧化鋁的應用領域主要是吸附領域和催化劑領域。

　　1、活性氧化鋁在吸附領域的應用

　　用作吸附劑，是活性氧化鋁的主要用途之一，這主要是由于其本身具有比表面積大、孔隙結構合理、物理性能好，化學穩定性好等許多有利因素。其重要的工業應用包括干燥氣體、干燥液體、凈化處理水、石油工業的選擇吸附等。

活性氧化鋁應用于吸附式干燥機

　　1)氣體干燥方面的應用

　　由于活性氧化鋁和水有很強的親合力，因此它對氣體中水份的干燥能力是非常強的，它可以干燥乙炔、氫氣、氧氣、空氣、氮氣等二十余種氣體。

　　2)在液體干燥方面的應用

　　液體干燥較氣體干燥要復雜得多，而且對干燥劑的要求也相對較高。首先，液體與吸附劑接觸時，液體各組分之間及液體與氧吸附劑之間不能發生化學反應，其次干燥液體的吸附的物質在再生時能夠被沖刷掉。目前證明可以被氧化鋁干燥的液體有共香烴類、高分子烯烴類、汽油、煤油等。

　　3)在水質凈化方面的應用

　　活性氧化鋁在水質凈化領域的發展是非常迅速的，對水質的處理主要集中在氟化物的去除、顏色及氣味的消除、磷酸鹽的去除。

活性氧化鋁應用于水質凈化

　　2、活性氧化鋁在催化劑領域的應用

　　在許多工業催化過程中氧化鋁不僅本身用作催化劑，而且大量地用作催化劑活性組分的載體，而且，隨著活性氧化鋁催化劑載體成形方法的改進，多種方法被應用于催化劑載體行業。

活性氧化鋁應用于石油領域的催化劑載體