酸性氧化铝 化学结构图
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CAS:
1344-28-1
中文名称:
酸性氧化铝
中文别名:
活性氧化铝;鲁卡乐斯(美国产半透明氧化铝瓷的商品名);铝氧粉;三氧化二铝;氧化铝,矾土,铝氧粉;氧化铝载体TAC-01;刚玉;金刚砂
英文名称:
Aluminum oxide
英文别名:
a1(sorbent);a1-0104t3/16’’;a1-0109p;a1-1401p(ms);a1-1404t3/16’’;a1-3438t1/8’’;a1-3916p;a1-3945e1/16’’
分子式:
Al2O3
分子量:
101.96
危险等级:

编号系统

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CAS号:1344-28-1

MDL号:MFCD00003424

EINECS号:215-691-6

RTECS号:BD1200000

BRN号:

PubChem号:

物性数据

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1. 性状:白色粉末

2. 密度(g/mL,25/4℃):3.5-3.9

3. 相对蒸汽密度(g/mL,空气=1):未确定

4. 熔点(oC):2045

5. 沸点(oC,常压):未确定

6. 沸点(oC,5.2kPa):2980

7. 折射率:未确定

8. 闪点(oC):未确定

9. 比旋光度(o):未确定

10. 自燃点或引燃温度(oC):未确定

11. 蒸气压(kPa,25oC):未确定

12. 饱和蒸气压(kPa,60oC):未确定

13. 燃烧热(KJ/mol):未确定

14. 临界温度(oC):未确定

15. 临界压力(KPa):未确定

16. 油水(辛醇/水)分配系数的对数值:未确定

17. 爆炸上限(%,V/V):未确定

18. 爆炸下限(%,V/V):未确定

19. 溶解性:不溶于水、醇、和醚,微溶于碱和酸。

毒理学数据

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主要的刺激性影响:

在皮肤上面:可能引起发炎。

在眼睛上面:可能引起发炎

致敏作用:没有已知的敏化作用。

生态学数据

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对是水稍微有危害的不要让未稀释或大量的产品接触地下水、水道或者污水系统,若无政府许可,勿将材料排入周围环境。

分子结构数据

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1、摩尔折射率:无可用的

2、摩尔体积(cm3/mol):无可用的

3、等张比容(90.2K):无可用的

4、表面张力(dyne/cm):无可用的

5、介电常数:无可用的

6、极化率(10-24cm3):无可用的

7、单一同位素质量:101.94782 Da

8、标称质量:102 Da

9、平均质量:101.9613 Da

计算化学数据

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1、   氢键供体数量:0

2、   氢键受体数量:3

3、   可旋转化学键数量:0

4、   拓扑分子极性表面积(TPSA):43.4

5、   重原子数量:5

6、   表面电荷:0

7、   复杂度:34.2

8、   同位素原子数量:0

9、   确定原子立构中心数量:0

10、   不确定原子立构中心数量:0

11、   确定化学键立构中心数量:0

12、   不确定化学键立构中心数量:0

13、   共价键单元数量:1

性质与稳定性

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1.如果遵照规格使用和储存则不会分解,未有已知危险反应,避免氧化物。

2.用氧化铝纤维强化金属时,与金属的溶合性良好。另外,对金属不引起化学反应,是理想的金属强化纤维。氧化铝纤维是多晶耐火纤维的一个重要品种。氧化铝纤维导热率、加热收缩率和热容量都较低。具有耐高温、高热的特性,长期使用温度为1300~1400℃,高于普通硅酸铝纤维(1000~1100℃),其最高使用温度为1500~1700℃。与碳纤维、碳化硅纤维等非氧化物纤维相比,氧化铝纤维不仅具有高强度、高模量、耐高温等优良性能,而且还有很好的高温抗氧化性、耐腐蚀性和电绝缘性。可在酸性环境、氧化气氛、还原气氛和真空条件下使用,对碱性环境也有一定耐蚀性,但易受铅蒸气和五氧化二钒的侵蚀。

3.易吸水但不潮解。为两性化合物。

4.能够导致呼吸困难,最好在通风橱中进行操作,在干燥和惰性条件下存储。

贮存方法

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应贮存于干燥、通风库房中,严防受潮。

合成方法

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(1)其制备方法有酸法,碱法和醇铝法三种。目前国内主要采用碱法,少数厂家采用醇铝法。
酸法将硫酸铝配成6%的水溶液,加入中和槽中,再将液氨配成15%~20%的氨水,按计算量将氨水快速加入,在强烈搅拌下于室温反应40~60 min,至pH值达到8~9左右时,反应基本完成。将生成的沉淀物经压滤、用无离子水洗涤除去杂质离子,洗涤水中一般加少量氨水调节pH值为8~9,以防洗涤过程中氢氧化铝发生胶凝过程而引起物料损失。将洗涤过的沉淀物加入少量33%的硝酸溶液,在强烈搅拌下生成胶状料浆(此过程称为打浆)。再经喷雾干燥,将得到的微球形氢氧化铝挤条成型,在550℃下焙烧活化4h,即脱水形成活性氧化铝。其

(2)碱法把工业固体烧碱加水配成浓度为600 g/L的烧碱溶液,在50~80℃下加入氢氧化铝后升温至110℃,保温3 h进行反应,将所得溶液用水稀释至含氧化铝为100g/L,静置0.5~1h,经过滤,除去氢氧化铁等不溶性杂质,再将清液和20%硝酸溶液按照一定比例进行中和反应,温度控制在30~50℃下,控制pH 7~7.5,反应10 min 左右以后,再将反应液在常温搅拌下老化2h,经过滤、用无离子水多次洗涤、于110℃烘干、挤条成型、干燥、500℃活化4h,制得活性氧化铝。其

(3)醇铝法将金属铝片加入异丙醇溶液中进行反应,生成异丙醇铝,通过水蒸气鼓泡(入口温度180℃,水解温度175℃),使异丙醇铝水解,生成水合氧化铝,经熟化、过滤、于100℃干燥、500℃脱水活化,制得活性氧化铝。其


(4)高温快脱法:将氢氧化铝(水合氧化铝)经高温快速脱水、成型、水热处理及干燥后制得成品。
(5)炭化铝胶法:将氢氧化铝和氢氧化钠混合,再经中和、二氧化碳碳化、水洗、压滤、干燥、粉碎、捏合、挤条、干燥、煅烧等过程制得成品。
(6)喷雾干燥法:将氢氧化铝与工业硫酸反应,再经碱液中和、水洗、喷雾干燥、煅烧等过程制得成品。
(7)油柱成型法:将铝锭用工业盐酸溶解,再经油柱成球、水洗、干燥、煅烧等过程制得成品。
制备过程中各种条件,特别是沉淀条件对产品的晶型、表面积、孔结构等影响很大,一般地,低温、低 pH 值下易得到无定形氢氧化铝及拟薄水铝石,高 pH 值易生成三水铝石。拟薄水铝石在 430~500℃下,煅烧得到γ-Al2O3,β三水铝石在 300℃煅烧得到 η-Al2O3。

图XIII-14 氢氧化铝的脱水途径

(8)高纯铵明矾热解法以硫酸铝、硫酸铵为原料合成铵明矾(硫酸铝铵),经脱水、热解生成氧化铝,再经转相制得γ-,α-氧化铝。

利用有机铝化合物聚合生成黏稠的聚铝氧烷溶液,将聚铝氧烷溶液进行干式纺丝,得到有机铝化合物纤维,再经煅烧制得氧化铝纤维。

使有机铝化合物聚合,生成黏稠的聚铝氧烷溶液,将其利用普通的干式纺丝法,制成有机铝化合物纤维。再经煅烧制得氧化铝纤维。

9.制法 方法1.用蒸馏水溶解结晶硫酸铝,然后在不断搅拌下慢慢加入硫酸铵溶液,制得硫酸铝铵:

然后加热至100~200℃,除去结晶水后,研成粉末进行高温灼烧,开始在800℃ 灼烧,然后升温至1250~1300℃灼烧4h,冷却后即得氧化铝:

用途

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1.用作催化剂和催化剂载体,是石油炼制和石油化工中主要的催化剂和载体。还用作空气及其他气体的脱湿剂,变压器油和透平油的脱酸剂。

2.用于锻造的加热炉、均热炉等工业用的高温炉。可作密封材料和填充材料。还可作强化用补强纤维,窑炉的炉衬,电子元件(IC板、铁氧体)的煅烧炉等。

3.氧化铝纤维主要用于高温绝热材料和增强复合材料。氧化铝短纤维具有突出的耐高温性能,可与树脂、金属或陶瓷进行复合制备高性能复合材料,制造加热炉、窑炉衬里及电子元件煅烧炉等工业用高温炉。由于其密度小。绝热性好、热容量小,不仅可以减轻炉体质量,而且可以提高控温精度,节能效果显著。氧化铝纤维在高温炉中的节能效果比一般的耐火砖或高温涂料好。将其用于增强金属时,与金属完全不起化学作用,耐腐蚀性好,因此氧化铝纤维是金属的增强纤维。还可用于编织无纺布、编织带、绳索等各种形状的纤维制品。

4.用于制造加热炉、均热炉等工业用高温炉。用作密封材料、填充材料、FRM用增强纤维、窑炉衬里及电子元件(IC基板、铁氧体)煅烧炉等。

5.主要用作化纤纤维填料,也用于化妆品磨面膏的磨面剂、牙膏摩擦剂及冶金和化学品中。

6.分析试剂,有机溶剂的脱水吸附剂,研磨剂,低熔点铅玻璃的配制。

7.氧化铝是色谱中最常用的一种填充材料,有酸性、碱性和中性。是一种能进行催化脱水、消除、加成、缩合、环氧化物开环、氧化和还原反应的试剂,对于均相反应来说反应条件通常更温和、更具有选择性[1]

加成与缩合反应  无论是亲电反应还是亲核反应,氧化铝都可促进各类杂原子的加成反应。氧化铝也能使羟基和烷氧基发生分子内加成生成相应的烯烃 (式1)[2]

在氧化铝的作用下,醛和不同活性的亚甲基化合物之间的醇醛缩合反应、Michael反应和Wittig反应常在无溶剂、温和的条件下进行。硝基醇醛环化生成2-异唑啉的2-氧化物的反应具有很好的立体选择性 (式2)[3]

氧化铝有利于Diels-Alder反应、烯烃反应和Carroll重排等受轨道对称性控制的反应。这些反应条件温和且有很高的立体选择性。

在Al2O3的作用下,S可与环氧丙烷更易进行亲核加成反应,而后脱水形成烯 (式3)[4]

以氧化铝为固相载体微波照射后反应物中的S、Se和Te可以与炔进行亲核加成,产物为α,β-不饱和酯 (式4)[5]

环氧化反应  在温和的、选择性的条件下,用醇、硫醇、硒醇、胺、羧酸和过氧化物等亲核试剂可以使环氧化物发生开环反应。这种方法可用于顺烯胺的合成 (式5)[6]

氧化铝可催化许多重排反应。活性的氧化铝使O-磺酰肟发生Beckmann重排生成预期的酰胺,而碱性的氧化铝生成相应的唑啉。在氧化铝作用下,β,γ-不饱和酮可异构化为共轭酮、炔烃异构化成烯烃、烯烃异构化成共轭双烯醇化 (式6)[7]

氧化铝可促进伯醇乙酸酯水解作用、酰亚胺的脱酰作用、磺酰肟的水解作用和β-酮酸酯和氨基甲酸盐的脱烷氧羰基化作用[8]

表征图谱

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  1. 氧化铝红外图谱(IR1)
    氧化铝红外图谱(IR1)

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