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活性氧化鋁是用天然氧化鋁的水合物在 400-600℃的溫度下灼燒而成的白色顆粒狀多孑L吸附劑。因天然氧化鋁的水合物經(jīng)不同溫度熱處理后得到的 8 種亞穩(wěn)態(tài)氧化鋁中，y-Al2 03 和 IrAl2 03 的化學(xué)活性最高，所以把這兩種亞穩(wěn)態(tài)氧化鋁稱(chēng)為活性氧化鋁。它們具有較大的比表面積，對(duì)氟、磷等有較大的選擇吸附性。寧平等研究活性氧化鋁對(duì)水中磷酸鹽的吸附過(guò)程，結(jié)果表明. y-Al2 03 比活性炭有較高的吸附容量. r-Al203 的最大吸附容量是活性炭吸附容量的 3-9倍。y-Al203 比一般氧化鋁的表面積大，且具有離子交換樹(shù)脂的交換能力，其與氟離子的交換吸附反應(yīng)如下： Al203 +Al2(SO4)3.nH20+ 6F一= Al203.2AlF3. riH20+3SO2一
活性氧化鋁不是純粹的 Al203·而是含有部分水的無(wú)定形多孔結(jié)構(gòu)物�；钚匝趸X是一種很有應(yīng)用潛力的水處理極性吸附劑，應(yīng)用較廣的是一種多孔鋁氧化物，外觀為白色微細(xì)結(jié)晶或微紅色棒狀物，其密度為 3.5-3.9 g/cm3. 熔點(diǎn)為 2018℃. 折射率為 1. 7，比表面積為200-400m2/g·化學(xué)活性低，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，吸附性能好，抗壓和耐磨強(qiáng)度高，不溶于水，微溶于酸或堿�；钚匝趸X具有兩性吸附的性質(zhì)，通過(guò)調(diào)節(jié)溶液的 pH 值可以分離溶液中的陰離子�；钚匝趸X在美國(guó)被推薦為去除包括氟化物在內(nèi)的多種無(wú)機(jī)離子的最佳處理技術(shù)。
活性氧化鋁往往在使用一定時(shí)間后除氟容量逐漸下降，再生周期縮短. 使用一年左右后失效. 失效的主要原因是它的孔隙被沉積的淤泥微粒堵塞，致使比表面積縮小。活性氧化鋁的交換吸附能力達(dá)到飽和以后，可采用再生液再生或高溫灼燒的方法使其恢復(fù)活性。再生液再生時(shí)應(yīng)先將失效的氧化鋁浸泡、搓洗以清除其表面堵塞的微粒，再用硫酸鋁、氫氧化鈉等再生液進(jìn)行再生，以恢復(fù)其表面活性. 這些再生液的再生效果較好且比較經(jīng)濟(jì)；高溫灼燒是在500℃的溫度下灼燒半小時(shí)，這是因?yàn)樵?500℃的高溫條件下，氧化鋁呈 V形. 比常溫時(shí)Al2 03 的吸附能力強(qiáng)。活性氧化鋁處理含氟廢水時(shí)，廢水初始濃度不宜太高，活性氧化鋁的粒徑以 0.5-2.0mm為宜，原水的 pH值在 5.0-6.5 時(shí)吸附容量最高。
二： 活性氧化鋁的表面處理
1： 使用前的表面處理
為了提高活性氧化鋁顆粒的比表面積. 增加除氟能力. 活性氧化鋁在使用前需進(jìn)行表面處理，通常采用水洗法、稀硫酸浸泡或硫酸加硫酸鋁浸泡等方法。試驗(yàn)結(jié)果表明，用水洗法進(jìn)行處理比用硫酸和硫酸加硫酸鋁浸泡方法進(jìn)行表面處理后的除氟能力低，主要原因是水洗法不能去除氧化鋁孔隙中的微粒及可溶雜質(zhì). 使孔隙表面失去除氟能力。硫酸浸泡方法與硫酸加硫酸鋁浸泡方法除氟效果沒(méi)有差別。無(wú)論何種處理方法. 在加入含氟水的 pH值為 7 左右時(shí). 處理后水的 pH值可達(dá) 10左右，說(shuō)明除氟過(guò)程中產(chǎn)生了 OH-。試驗(yàn)還發(fā)現(xiàn)，加入含氟水?dāng)嚢韬笏疁啙岵a(chǎn)生沉淀。水洗法進(jìn)行表面處理后的除氟效果是硫酸浸泡法進(jìn)行表面處理后除氟效果的 80%左右。
2： 使用后的表面處理
活性氧化鋁處理含氟水失效后，也即活性氧化鋁除氟容量飽和后，為再次使用，還需再進(jìn)行表面處理. 也即活性氧化鋁的再生。常用的三種方法分別是水進(jìn)行動(dòng)力再生. 即用在一定強(qiáng)度范圍內(nèi)的高速水流沖洗顆粒，直到?jīng)_洗出水中基本無(wú)晶狀顆粒物為止；另一種再生方法是用氫氧化鈉的水溶液進(jìn)行再生，即用氫氧化鈉水溶液浸泡 24h，浸泡時(shí)多次攪拌. 然后用水洗到 pH值為 7 左右；還有一種方法是用氫氧化鈉溶液浸泡后再加硫酸鋁溶液浸泡24h. 然后水洗到 pH值為 7 左右。用含氟 5.5mg/L 的水對(duì)上述三種方法再生的活性氧化鋁進(jìn)行除氟試驗(yàn). 試驗(yàn)結(jié)果表明. 失效后的活性氧化鋁在高速水流沖洗條件下恢復(fù)了大部分除氟能力，用水洗法進(jìn)行再生處理的活性氧化鋁的除氟能力是氫氧化鈉和氫氧化鈉加硫酸鋁再生處理方法的 78%，是第一次使用時(shí)的 83%。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果和試驗(yàn)現(xiàn)象可以得出如下結(jié)論：用高速水流沖洗法進(jìn)行再生處理使活性氧化鋁恢復(fù)了大部分除氟能力. 并在沖洗時(shí)產(chǎn)生大量沉淀物，這種沉淀物與活性氧化鋁表面結(jié)合得不牢固，在水流的高速?zèng)_擊下從活性氧化鋁表面脫落. 從而暴露出新鮮表面。為了驗(yàn)證這一推論，將水洗法產(chǎn)生的沉淀物自然晾干. 然后用 1. 0%的氫氧化鈉溶液浸泡 24h，測(cè)定溶解的沉淀物，結(jié)果證明有 43%的沉淀物被溶解.這說(shuō)明用氫氧化鈉和氫氧化鈉加硫酸鋁進(jìn)行再生的處理效果明顯優(yōu)于用水洗法進(jìn)行再生的效果，同時(shí)還發(fā)現(xiàn)用氫氧化鈉和氫氧化鈉加硫酸鋁進(jìn)行再生的處理效果沒(méi)有區(qū)別。
三： 活性氧化鋁的除污機(jī)理
活性氧化鋁是一種多孔性、高分散度的固體物料，有很大的比表面積，并且微孔表面具有較強(qiáng)的吸附性及吸濕性. 日前關(guān)于活性氧化鋁的除污機(jī)理研究較多. 但存在不同的看法。歸納起來(lái)，活性氧化鋁去除水中雜質(zhì) (以氟為例)可能有兩種方式：一種認(rèn)為活性氧化鋁除氟是吸附過(guò)程；另一種則認(rèn)為活性氧化鋁除氟是離子交換過(guò)程。即金屬在溶液中電解產(chǎn)生金屬離子. 形成一系列金屬氫氧化物以及多羥基的金屬水合氧化物，水中的氟離子與氧化鋁表面的水合氧化物的羥基功能基之間進(jìn)行離子交換. 從而達(dá)到去除目的。
活性氧化鋁對(duì)氟和磷有很強(qiáng)的去除能力�；钚匝趸X的吸附容量主要與水中含氟 (或磷)量、pH 值和氧化鋁的粒度等有關(guān). 活性氧化鋁具有除氟 (或除磷)選擇性高和再生較為容易等優(yōu)點(diǎn)。
活性氧化鋁吸附法是目前國(guó)內(nèi)外研究較為成熟、采用也較為廣泛并成功地投諸于含氟水處理的一種有效方法�；钚匝趸X除氟設(shè)備與離子交換相似，為了獲得較高的除氟吸附容量，需把 pH值調(diào)低. pH值為 5. 5 時(shí)，氧化鋁吸附速率最大，但為了滿(mǎn)足水質(zhì)要求和控制腐蝕. pH值應(yīng)適當(dāng)呈微酸性即可。氧化鋁除氟失效后. 一般用 NaOH溶液進(jìn)行再生。
1：吸附
活性氧化鋁的吸附過(guò)程實(shí)質(zhì)上是 F- 向活性氧化鋁吸附劑擴(kuò)散的過(guò)程 (以活性氧化鋁除氟為例)。首先. 溶液中的 F- 由液相向吸附劑外表面擴(kuò)散 (膜表面擴(kuò)散)；接著，F(xiàn)-在吸附劑孔內(nèi)擴(kuò)散 (孔擴(kuò)散)；最后，F(xiàn)-在氧化鋁的活性位點(diǎn)上被吸附。對(duì)于顆粒活性氧化鋁來(lái)說(shuō)，吸附的控制步驟為顆粒內(nèi)擴(kuò)散。因此. 粒徑的大小決定了吸附反應(yīng)速度快慢. 粒徑越小吸附速度越快，但過(guò)小的粒徑會(huì)造成吸附床層堵塞從而導(dǎo)致吸附效率下降. 同時(shí)粒徑過(guò)小也可能會(huì)造成固液分離困難。活性氧化鋁的除氟容量主要受氧化鋁的粒徑、原水含氟量pH值和 CO[-、HCO3' 含量的影響，即除氟容量隨氧化鋁顆粒粒徑的減小而增大，隨原水含氛墾的升高而升高. 隨原水中 CO3-、HC()3- 含量咐增高而降低。
金屬水合氧化物 (如氧化鋁)在溶液中電解產(chǎn)生金屬離子. 在適宜的 pH 值時(shí)發(fā)生礦物表面羥基化形成一系列金屬氫氧化物以及多羥基金屬水合氧化物，表面羥基功能基的存在使之強(qiáng)大的親和力，通過(guò)共價(jià)鍵化學(xué)吸附、靜電吸附和離子交換吸'附等作用發(fā)揮羥基的交換作用，吸附、固定氟化物。
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活性氧化鋁，又名活性礬土，英文名稱(chēng)為Activated Alumina 或Reactive alumina;activated alumin(I)um oxide。在催化劑中使用氧化鋁的通常專(zhuān)稱(chēng)為“活性氧化鋁”，它是一種多孔性、高分散度的固體材料，有很大的表面積，其微孔表面具備催化作用所要求的特性，如吸附性能、表面活性、優(yōu)良的熱穩(wěn)定性等，所以廣泛地被用作化學(xué)反應(yīng)的催化劑和催化劑載體。
用途
白色球狀物質(zhì)，特殊工藝制作，因具有獨(dú)特的骨架結(jié)構(gòu)，所以與活性組分親和力極強(qiáng)，該產(chǎn)品微孔分布均勻，孔徑大小適宜，孔容大吸水率高，堆積密度小，機(jī)械性能好，具有良好的穩(wěn)定性，適合做干燥劑、催化劑載體、除氟劑、變壓吸附劑、雙氧水專(zhuān)用再生劑等。使用本品制備的CO-MO系耐硫變換催化劑，具有低溫活性好，使用溫區(qū)寬，硫化時(shí)間短等特點(diǎn)，該催化劑適用于中小合成氨廠(chǎng)。
工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)
中華人民共和國(guó)化工部標(biāo)準(zhǔn)： HG/T 3927-2007
雙氧水專(zhuān)用氧化鋁性狀
項(xiàng) 目 指標(biāo)INDEX
晶 相 γ-Al2O3
規(guī) 格 (mm) 7-14目 Φ3-5、Φ4-6 、Φ5-7
外 觀 白色球狀
堆 密 度 (g/cm3) 0.68-0.75
強(qiáng) 度 (N/粒) >50
比 表 面 (m2/g) 200-260
孔 容 (cm3/g) 0.40-0.46
大 孔 (>750A) 0.14
吸 水 (%) >50
活性氧化鋁干燥劑性狀
晶 相 x-ρ Al2O3
規(guī) 格 (mm) Φ3-5、Φ4-6、Φ5-7 、Φ8-10
外 觀 白色球狀
堆 密 度 0.68-0.89
強(qiáng) 度 (N/粒) >130
比 表 面 (m2/g) 280-360
孔 容 (cm3/g) 0.38-0.40
靜態(tài)吸附容量 (RH%) 18
活性氧化鋁除氟劑
規(guī) 格 Φ1.5-2、Φ4-3、Φ4-6 、Φ5-7
外 觀 白色球狀
堆 密 度 (g/cm3) ≥0.75
強(qiáng) 度 (N/粒) 50-80
比 表 面 (m2/g) 280-360
孔 容 (cm3/g) 0.40
除 氟 (mgF/g Al2O3) ≥1.2
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活性氧化鋁球是一種吸附極性分子的吸附劑
活性氧化鋁球是具有很多毛細(xì)管道的白色球狀，有很多毛細(xì)孔通道，這些孔道的表面有較高的活性，能對(duì)氣體，蒸汽，液體的水份具有選擇吸附本能主要去除水中的氟離子效果非常好。它廣泛用于石化、煉油、電子、乙烯、丙烯、空氣等干燥裝置,已在全國(guó)許多雙氧水廠(chǎng)，化肥廠(chǎng)，制氧廠(chǎng)和石油化工煉油單位使用，并取得了良好效果�；钚匝趸X還需在一定條件下干燥深度可達(dá)-70℃以下的露點(diǎn)，飽和可在175℃-400℃加熱除水而復(fù)活，能進(jìn)行多次，還可從染污的氧、氫、二氧化硫中吸附潤(rùn)滑油及其它油類(lèi)蒸汽，并可做催化劑或載體。
活性氧化鋁球還根據(jù)吸附物質(zhì)的極性強(qiáng)弱來(lái)確定，對(duì)水、氧化物、醋酸、堿等具有較強(qiáng)的親合力，是一種微水深度干燥劑，也是吸附極性分子的吸附劑。
最主要的用途有三個(gè)
1.用作氣體設(shè)備中的空分干燥。
2.雙氧水生產(chǎn)中工作液的再生。
3，水質(zhì)的除氟。
活性氧化鋁球除氟類(lèi)似于陰離子交換樹(shù)脂，但對(duì)氟離子的選擇性比陰離子樹(shù)脂大，活性氧化鋁吸附脫氟效果好，容量穩(wěn)定，每立方米活性氧化鋁吸氟6400克，本產(chǎn)品具有強(qiáng)度高，磨損低、水浸不變軟、不膨脹、不粉化、不破裂�？蓮V泛用于石油裂解氣、乙烯丙烯氣的深度干燥和制氫、空分裝置、儀表風(fēng)干機(jī)的干燥、雙氧水中氟化物處理，還可以去除廢氣中的硫氣氫、二氧化碳、氟化氫、烴類(lèi)等污染物質(zhì)，特別適應(yīng)含氟水的除氟處理。
活性氧化鋁是一種多孔性、高分散度的固體材料，無(wú)毒、無(wú)臭，不粉化、不溶于水，有很大的表面積，其微孔表面具備催化作用所要求的特性，如吸附性能、表面活性、優(yōu)良的熱穩(wěn)定性等，所以廣泛地被用作化學(xué)反應(yīng)的催化劑和催化劑載體。同時(shí)它也是一種極其穩(wěn)定的新型除氟劑，可用于飲用水的除氟，
高性能的活性氧化鋁在不定形耐火材料配料中能帶來(lái)以下好處：提高坯體密度、流動(dòng)性、強(qiáng)度，提高二次莫來(lái)石生成量等，降低加水量和氣孔率。
此外，活性氧化鋁還能做干燥劑，吸水量大、干燥速度快，能再生(400 -500K烘烤)。
活性氧化鋁屬于化學(xué)品氧化鋁范疇，主要用于吸附劑 、凈水劑、催化劑及催化劑載體，根據(jù)不同的用途，其原料和制備方法不同。
由于活性氧化鋁具有多孔結(jié)構(gòu)，高比表面積且處于不穩(wěn)定的過(guò)渡態(tài)，因而具有較大的活性。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)今得到的主要工業(yè)用活性氧化鋁產(chǎn)品都是靠快速脫水法生產(chǎn)的。
它適用于多種氣體和液體的干燥在石油、化肥、化工等許多反應(yīng)過(guò)程中用作吸附劑、干燥劑、催化劑及其載體。該產(chǎn)品是用高純度氧化鋁經(jīng)科學(xué)調(diào)配、催化精加工而成。抗壓硬度高，使用壽命長(zhǎng)，并能通過(guò)再生方法反復(fù)使用。它能吸附去除水中對(duì)人體有害的氟，可用于飲用水及工業(yè)裝置的除氟、脫砷、污水脫色、除臭等。
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