异丙醇铝水解制备高纯氧化铝及水合氧化铝

摘要

高纯氧化铝和高纯水合氧化铝广泛应用于陶瓷基片、三基色荧光粉、长余辉荧光粉、发光二极管衬底材料、高压钠灯、人造蓝宝石和工业催化等诸多领域。
　　我国高纯氧化铝和高纯水合氧化铝的生产技术主要以无机铝盐为原料，产品中往往带有大量杂质，产品质量很难满足高新科技领域的要求。目前，有效合成高纯氧化铝和高纯水合氧化铝的途径主要是铝醇盐水解法，它被发达国家的化工企业采用。应我国多家企业的委托，作者所在课题组近些年来对异丙醇铝水解制备高纯氧化铝和高纯水合氧化铝进行工业化放大实验。本文详细研究了异丙醇铝水解过程中各种条件对水合氧化铝和氧化铝性质的影响，主要研究内容如下:
　　(1)异丙醇铝水解制备拟薄水铝石的研究。以异丙醇铝为原料，通过水解制备拟薄水铝石，系统地研究了水与异丙醇铝比例、水解液中水与异丙醇比例及干燥温度对拟薄水铝石性质的影响。结果表明，不同水解和干燥条件下异丙醇铝的水解产物均为纯相拟薄水铝石;水用量主要影响拟薄水铝石的比表面积、孔容和堆积密度，随着水与异丙醇铝比例的增大，生成的拟薄水铝石比表面积和孔容减小，而堆积密度增加;水解液中水与异丙醇的配比对生成的拟薄水铝石的性质无明显影响;干燥温度主要影响拟薄水铝石中Al2O3含量，随着温度升高，Al2O3含量增加，对其它性质影响较小。
　　(2)异丙醇铝水解制备多孔氧化铝的研究。以异丙醇铝为原料，通过水解制备拟薄水铝石，再高温煅烧拟薄水铝石制备多孔氧化铝。系统地研究了水与异丙醇铝比例、水解液中水与异丙醇比例及干燥温度对高温煅烧后形成的氧化铝多孔结构的影响。结果表明，由拟薄水铝石高温煅烧制备氧化铝的过程伴随着比表面积下降和孔容增大;随着水与异丙醇铝比例的增大，最终煅烧产物氧化铝的比表面积和孔容均减小;而水解液中水与异丙醇的配比和干燥温度对氧化铝的比表面积和孔容均无明显影响。
　　(3)助剂存在下异丙醇铝水解法制备三水铝石微晶的研究。在异丙醇铝水解的基础上，加入几种助剂辅助水解，旨在制备高堆积密度的三水铝石微晶。结果表明，D为最佳水解助剂，60℃下进行水解效果最优，而异丙醇铝含量及干燥方式对产品晶相影响不大，陈化时间越长，颗粒尺寸越大。在水解助剂存在下，氢氧化铝的堆积密度从直接水解的0.23g/cm3，提高到0.9g/cm3，可以使高温烧结能耗降低至原有1/4。