12
Th2
Th2
Giới thiệu hydroxit nhôm Al(OH)3
- Hydroxit Nhôm Al(OH)3 được biết đến với công dụng trong nhiều ứng dụng khác nhau như chất hấp thụ vi sinh vật và phosphate để xử lý nước thải, thuốc kháng axit, tiền chất xúc tác alumina và vật liệu chống cháy . Hydroxit Nhôm cũng là hợp chất trung gian trong quy trình Bayer, một phương pháp sản xuất thương mại alumina (Al2O3) .
- Bốn dạng đa hình tương ứng với công thức đơn vị nhôm hydroxit đã được tìm thấy trong thực nghiệm, tức là bayerite (α-Al(OH)3), gibbsite (γ-Al(OH)3) , nordstrandite và doyleite . Trong các dạng đa hình này, gibbsite và bayerite đóng vai trò rất quan trọng trong ngành công nghiệp nhôm.
- Gibbsite được biết là ổn định hơn bayerite và là chất khuếch tán nhất trong quặng tự nhiên, trong khi bayerite ít khuếch tán hơn nhưng có thể dễ dàng tổng hợp. Các dạng đa hình này có cấu trúc lớp kép của các ion OH và sự gắn kết giữa các lớp OH được đảm bảo bằng liên kết hydro. Tuy nhiên, có hai điểm khác biệt chính giữa hai dạng đa hình: trình tự lớp (ABAB trong bayerite, AABBAABB trong gibbsite) và hướng liên kết O–H.
Gần đây, nhiều nỗ lực để chế tạo hydroxit Nhôm bằng nhiều phương pháp khác nhau đã được báo cáo, bao gồm quy trình Bayer , sử dụng lớp đệm quay (RPB) , kỹ thuật sol–gel , bốc hơi dây xung (PWE) với thủy phân và phá hủy bằng laser . - Các phương pháp RPB và PWE với thủy phân tập trung vào chế tạo nhôm hydroxit loại sợi nano cho vật liệu chống cháy, xử lý nước thải và ứng dụng xúc tác. Các phương pháp khác, tức là quy trình Bayer, sol–gel và phá hủy bằng laser, là để tổng hợp các hạt nhôm hydroxit làm pha trung gian trên đường sản xuất nhôm oxit.
- Trong số các phương pháp này, hiện tại không có quy trình nào được chấp nhận để lắng đọng màng (hoặc lớp) nhôm hydroxit cho các ứng dụng khác nhau.
Cơ chế hình thành lớp hydroxit nhôm Al(OH)3 bằng cách biến tính bề mặt nhôm
- Trong nghiên cứu này, một phương pháp chế tạo mới, tương đối đơn giản và nhanh chóng để tạo màng Al(OH)3 trên nền Al đã được chứng minh. Phương pháp này, tức là cải tiến bề mặt kiềm, chỉ bao gồm nhúng nền vào dung dịch NaOH 5 × 10−3 M ở 80 °C trong 1 phút rồi nhúng vào nước sôi trong 30 phút.
- Sau khi cải tiến bề mặt kiềm, màng Al(OH)3 được hình thành trên nền Al và trạng thái hóa học cũng như cấu trúc tinh thể của nó đã được xác nhận bằng XPS và TEM. Lớp Al(OH)3 bao gồm ba vùng: vùng giàu vô định hình, vùng hỗn hợp miền vô định hình và tinh thể, và vùng giàu tinh thể gần bề mặt lớp Al(OH)3.
Quy trình thử nghiệm hydroxit nhôm Al(OH)3
- Chất nền Al tinh khiết thương mại được sử dụng sau khi đánh bóng cơ học mịn. Quy trình biến tính bề mặt kiềm , chỉ bao gồm xử lý kiềm và ổn định, đã được áp dụng. Xử lý kiềm được thực hiện trong dung dịch NaOH 5 × 10−3 M (pH 14) ở 80 °C trong 1 phút.
- Chất nền Al đã xử lý kiềm được nhúng ngay vào nước sôi trong 30 phút để ổn định lớp bề mặt sau khi xử lý kiềm. Và, để tìm hiểu tác động của quá trình ổn định, một số mẫu vật đã được
Kết quả và thảo luận
Nhôm và bề mặt oxy hóa tự nhiên Al2O3 của nó đồng thời phản ứng với dung dịch NaOH như thể hiện trong các phản ứng sau :Al2O3(r) + 2NaOH + 3H2O(l) → 2Al(OH)4− + 2Na+2Al(r) + 2NaOH + 6H2O(l) → 2Al(OH)4− + 2Na+ + 3H2(g)
Trong trường hợp ion aluminat (Al(OH)4−), phương trình hóa học có thể được viết dưới dạng kết hợp của nhôm hydroxit (Al(OH)3) và một ion hydroxit (OH−). Người ta biết rằng nhôm hydroxit là chất lưỡng tính, nghĩa là nó hòa tan trong cả axit và bazơ.
Kêt quả thử nghiệm hydroxit nhôm Al(OH)3
- Một phương pháp chế tạo mới, tương đối đơn giản và nhanh chóng để tạo thành màng nhôm hydroxit trên chất nền Al. Bằng cách biến đổi bề mặt kiềm, một hình thái dạng vảy với bề mặt mesoporous đã được tạo ra, với độ dày 20 nm và chiều rộng vài chục nm. Phân tích XPS cho thấy màng chủ yếu được tạo thành từ hydroxit NhômLớp Al(OH)3, gibbsite đơn nghiêng, bao gồm ba vùng: một vùng giàu vô định hình
Tính chất vật lý
- Hợp chất này tồn tại dưới dạng chất rắn, màu trắng, không tan được trong nước. Dưới đây là một số tính chất vật lý của hợp chất này:
- Khối lượng mol: 78.00 g/mol.
- Khối lượng riêng: 2.42 g/cm3.
- Nhiệt độ nóng chảy: 300 độ C.
- Độ hòa tan: 0.0001g/100 mL ngoài ra nó còn tan axit, alkan…
Tính chất hóa học hydroxit nhôm
- Hợp chất kém bền với nhiệt, nên khi đun nóng Al(OH)3 ra Al2O3.
- PTHH: 2Al(OH)3 →Al2O3 + 3H2O
- Đây là hợp chất lưỡng tính nên có thể tác dụng với cả axit và cả bazo:
- Tác dụng với axit mạnh:
- PTHH: Al(OH)3 + 3HCl → AlCl3 + 3H2O
- Tác dụng với dung dịch có tính kiềm mạnh:
- PTHH: Al(OH)3 + KOH → KAlO3 + 2H3O
- PTHH: Al(OH)3 + KOH → K[Al(OH)4]
- PTHH: Al(OH)3 + NaOH⟶ 2H2O + NaAlO2
Ứng dụng thông dụng của hydroxit Nhôm Al(OH)3
Có nhiều ứng dụng cực kỳ phổ biến của Al(OH)3, các ứng dụng này được đưa vào ứng dụng ở rất nhiều mảng khoa học công nghiệp trong cuộc sống. Cụ thể sẽ là các ứng dụng đặc biệt sau:
-
- Đa phần Hydroxit Nhôm sẽ được dùng trong việc sản xuất các loại nguyên liệu hợp chất nhôm khác như: nhôm Sunfat, Polyaluminium clorua, zeolit, natri aluminat, nhôm kích hoạt hay như nhôm Nitrat.
- Đối với các dạng nhôm mới kết tủa kiểu Hydroxit gel, đây là cơ sở cho cách áp dụng các loại muối nhôm vào công việc xử lý nước. Loại Gel này sau một thời gian nó sẽ trở nên 1 hình thái mới đó là kết tinh. Gel của nhôm hydroxit có thể được khử nước để tạo thành một dạng bột nhôm Hydroxit vô định hình. Đăc biệt còn rất dễ dàng để hòa tan trong axit nữa.
- Hydroxit nhôm đã được tiến hành đun nóng trên nền nhiệt độ cao thì điều kiện kiểm soát phải thực sự cẩn thận. Điều kiện kiểm soát cụ thể đó là Alumina kích hoạt và nó được sử dụng như một chất làm khô, như một chất hấp thụ và thanh lọc không khí. Bột nhôm Hydoxit còn hỗ trợ chất xúc tác Claus để lọc được nước. Do Al(OH)3 là một chất hấp thụ cho các chất xúc tác trong khi tiến hành sản xuất Đối với các dạng bột nhômđã được tiến hành đun nóng trên nền nhiệt độ cao thì điều kiện kiểm soát phải thực sự cẩn thận. Điều kiện kiểm soát cụ thể đó là Alumina kích hoạt và nó được sử dụng như một chất làm khô, như một chất hấp thụ và thanh lọc không khí. Bột Hydroxit Nhôm còn hỗ trợ chất xúc tác Claus để lọc được nước. Do Al(OH)3 là một chất hấp thụ cho các chất xúc tác trong khi tiến hành sản xuất Polyethylene từ quá trình Sclairtech.
- Ứng dụng hydroxit nhôm là chế tạo ra một chất độn chống cháy cho các ứng dụng của polymer. Trong 1 phương pháp tương tự khác như của chất Magie Hydroxide và hỗn hợp chung của Huntite và Hydromagnesite.
-
Ứng dụng trong y tế, sản xuất dược phẩm
- Trong y tế, hợp chất hydroxit nhôm cũng được sử dụng trong việc điều chế các loại thuốc. Hợp chất này giúp hỗ trợ điều trị các bệnh liên quan đến dạ dày, trào ngược, tăng axit, ợ chua,… Tuy nhiên khi dùng nhôm hidroxit, bạn cần chú ý đến một vài vấn đề sau:– Nếu xuất hiện bất cứ dấu hiệu dị ứng nào với hydroxit nhôm hoặc các loại thuốc, bạn đều phải báo với bác sĩ.– Nếu bạn đang dùng bất kỳ loại thuốc kê toa hoặc không kê toa, bao gồm cả vitamin cũng đều phải báo với bác sĩ.– Nếu đang mang thai, dự định có thai hoặc cho con bú hãy tham khảo ý kiến bác sĩ.
