Метод одержання Al2O3 з алюмоамонійного галуна шляхом змішування з сульфатом алюмінію і водою та послідуючою термообробкою при 550 - 560?С протягом 3 год, а потім при 1100 - 1300?С теж дуже складний у виконанні.

Спосіб одержання сферичних гранул активного оксиду алюмінію автори [14] пропонують через приготування пастоподібної маси оксіхлориду або його суміші з гідроксидом у вуглеводневому середовищі. Після такого формування і сушки та прожарювання одержують активний оксид придатний в якості носія для алюмоплатинових каталізаторів процесів ріформінга.

Автори дослідження [15] пропонують для регулювання густини одержуваного продукту перед обезводненням Al(OH)3 у вигляді золя заморожувати, а процес зневоднення вести сублімацією. Щільність структури Al2O3 попередньо розраховують за формулою:

; (1.1)

де – густина високопористого Al2O3, г/см3;

С – концентрація оксиду в золі гідроксиду алюмінію, г/см3;

КЗ – коефіцієнт розширення золя при заморожуванні (1,08 – 1,10).

Одержані препарати мають питому поверхню до 350 – 380 м2/г, діаметр пор 90 – 100 Ає, а їх сумарний об’єм до 10 см3/г.

В роботі авторів Миколаївського глиноземного заводу [16] з метою економії лугу, який за методом Байєра, хоч і здійснює замкнутий цикл, але все-таки частково губиться з так званим “червоним шламом” пропонується відстій та відмивка цього шламу декілька раз водою, яку потім карбонізують, а одержаний содовий розчин каустифікують вапняним молоком, що дозволяє повніше регенерувати NaOH і паралельно збільшити вихід глинозему:

NaAlO2 + CO2 + 3 H2O = Al2O3 • 3 H2O + Na2CO3

NaOH + CO2 = Na2CO3 + H2O

Na2CO3 + Ca(OH)2 = 2 NaOH + CaCO3

В роботах [16, 17] пропонується для збільшення твердості структури одержування препаратів Al2O3 пульпу гідроокису алюмінію змішувати із псевдо золем алюмокремнегеля, взятого в кількості 3-20% ваг. (в перерахунку на готовий продукт). Після висушування продукт одержується більш еластичним і добре протистоїть розтріскуванню.

Стабілізований г-оксид алюмінію пропонують [18] одержувати гідролізом солей алюмінію, а сушку оксиду вести в присутності силіцій органічних сполук типу метил-, етилортосилікату.

Активну форму ж-Al2O3 одержують [19] гідратацією малогідратованих кисневих сполук алюмінію з попередньою пластифікацією мінеральною кислотою, а лише після цього формуванням, сушкою і прожарюванням. На думку авторів оптимальні умови гідратації при рН = 5,0-7,9 протягом 1-6 год.

Автори [20] вважають, що для досягнення високої степені дисперсності вихідні продукти слід сублімувати в потік гарячого інертного газу, а процес одержання Al2O3 вести не з рідкої фази , а в полум’ї оксиген- і гідрогенвмісних газів.

1.2. Хімія поверхні Al2O3 і можливості її модифікування.

З моменту налагоджування промислового виробництва Al2O3 науковий інтерес до нього постійно зростає. Нафтохімія і нафтопереробка як основні каталізатори процесів крекінгу з метою перетворення вуглеводнів на 90% використовують різні форми Al2O3 [27], він же є основою каталізаторів процесу окислювального хлорування етилену у виробництві вінілхлориду і багатьох інших процесів основного органічного синтезу. Не менш важливою є роль Al2O3 як активного наповнювача полімерів, антипірена, сорбента та ентеросорбента для екологічних, технічних проблем і до медпрепаратів включно [28]. Розширенню можливостей Al2O3 сприяла розробка методів одержання нових форм оксиду та запропоновані методи модифікації як самої структури оксиду [23] так і за рахунок зміни його поверхні [24]. Використання активних центрів поверхні для молекулярного нашарування інших речовин, нарощування епітаксійних плівок напівпровідникової чи іншої природи привело до успішного використання Al2O3 в спец кераміці та при виготовленні багатьох пристроїв електронної техніки. Після робіт, опублікованих Санталою [23, 25] атомно-шарова епітаксія (ALE) не тільки утвердилась в термінології науковців (грецьке “ері”– на і “taxis”– розташування), але нарощування кристалів, втиснення їх в структуру атомів та іонів – модифікаторів впроваджено в багатьох технологічних процесах. Причому оксид алюмінію чи композиція з його участю може служити як основа (матриця), так і наноситись у вигляді оксидної плівки на поверхню інших матеріалів, в тому числі монокристалів.

Розділ 2

ТЕОРЕТИЧНА ЧАСТИНА

Існує декілька алотропних видозмін оксиду алюмінію з різною будовою елементарної комірки, в межах кожної з яких є ще декілька модифікацій.

Так звані г-оксиди алюмінію загальної формули Al2O3 • n H2O об’єднують ряд низькотемпературних оксидів, для яких 0 < n < 0,6. Переважно їх одержують прожарюванням гідроксиду алюмінію до температур не вище 600?С;

д-оксиди одержують в межах температурного інтервалу 900 до 1000?С;

б-форму одержують переважно прожарюванням діаспора – одної з модифікацій тригідроксиду. б- Al2O3 можна одержувати тривалим нагріванням до 1300?С інших модифікацій. Природні форми оксиду зустрічаються у вигляді різних мінералів. Корунд якраз має кристалічну гратку б-Al2O3 завдяки чому його твердість співставима з твердістю алмазу. Відповідно його можливості широко використовуються як в наукових, так і практичних цілях.

Широко використовуються і д-оксиди, висока дисперсність яких корінним чином змінює не тільки фізико – механічні, але також і хімічні властивості. Враховуючи амфотерний характер сполук алюмінію легко зрозуміти їх здатність до різних перетворень.

Найбільш розвинуту поверхню мають г-Al2O3 (Sпит.~ 300 м2/г) тому, очевидно, їх використання є найбільш перспективним. Відзначимо, що практичне використання оксидів алюмінію поступається лише SiO2 і переважає споживання всіх інших оксидів разом взятих.

Розвинута поверхня Al2O3 активно взаємодіє при контактуванні з парами H2O, причому ця взаємодія не зводиться лише до фізичної сорбції недисоційованих молекул води. Залежно від