化學(xué)性質(zhì)
中文名 氧化鋁
外文名 aluminium oxide
化學(xué)式 Al?O?
分子量 101.96
CAS登錄號 1344-28-1
EINECS登錄號 215-691-6
熔點(diǎn) 2054oC
沸點(diǎn) 2980oC
水溶性 不溶于水，易溶于強(qiáng)堿和強(qiáng)酸
密度 3.5 g/cm3
外觀 白色無定形粉狀物
安全性描述 S26；S24/25；S16；S7；S36
危險性符號 R36/37/38；R67；R36/38；R11；R36
危險性描述 Xi；F
管制 該品不受限制
晶格常數(shù) a=0.514nm
晶體結(jié)構(gòu) O2-離子按六方最密堆積排列
晶體類型 離子型
主要成分
氧化鋁含有元素鋁和氧。若將鋁礬土原料經(jīng)過化學(xué)處理，除去硅、鐵、鈦等的氧化物而制得的產(chǎn)物是純度很高的氧化鋁原料，Al2O3含量一般在99%以上。礦相是由40%～76%的γ- Al2O3和24%～60%的α- Al2O3組成。γ- Al2O3于950～1200℃可轉(zhuǎn)變?yōu)棣? Al2O3，同時發(fā)生顯著的體積收縮。
化學(xué)性質(zhì)
和酸反應(yīng)：
Al2O3 + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2O
Al2O3 + 6H+ = 2Al3+ + 3H2O
和熔融的堿反應(yīng)：
Al2O3 + 2NaOH= 2NaAlO2（偏鋁酸鈉）+ H2O
和堿溶液反應(yīng)：
Al2O3+ 2NaOH +3H2O = 2Na[Al(OH)4]（四羥基合鋁酸鈉）
也可以簡寫為：Al2O3+2OH-=2AlO2-（偏鋁酸根離子）+H2O
物理性質(zhì)
InChI=1/Al.2O/rAlO?/c2-1-3
分子量：101.96
熔點(diǎn)：2054 ℃
沸點(diǎn)：2980℃
真密度：3.97 g/cm3
松裝密度：0.85 g/mL（325目~0）0.9 g/mL（120目~325目）
晶體結(jié)構(gòu)：三方晶系 (hex)
溶解性：常溫下不溶于水
導(dǎo)電性：常溫狀態(tài)下不導(dǎo)電
Al?O?是離子晶體
熱化學(xué)屬性：
ΔfHθ(l)=1620.57 kJ/mol
ΔfHθ(s)=1675.69 kJ/mol
Sθ(l)= 67.24 J/mol·K（1 bar）
Sθ(s)=50.9 J/mol·K
變體
Al2O3有多種變體，常見的是α，γ型都是白色晶體。
自然界中的剛玉是α型屬于六方最密堆積，熔點(diǎn)，硬度高，不溶于酸堿耐腐蝕，絕緣性好。
將氫氧化鋁與偏氫氧化鋁或鋁銨礬在723K共熱可得γ型，不溶于水，但吸水性很強(qiáng)，有強(qiáng)吸附能力與催化活性。
β形有離子傳導(dǎo)能力，允許Na+通過。
質(zhì)檢指標(biāo)
水中溶解物，% ≤0.5
硅酸鹽合格
堿金屬及堿土金屬，% ≤0.50
重金屬（以Pb計），% ≤0.005
氯化物，% ≤0.01
硫酸鹽，% ≤0.05
灼燒失量，% ≤5.0
鐵，% ≤0.01
安全信息
安全性
食入 ：低危險，易造成老年癡呆，對小孩智力有損害
吸入 ：可能造成刺激或肺部傷害
皮膚 ：低危險
眼睛 ：低危險
在沒有特別注明的情況下，使用SI單位和標(biāo)準(zhǔn)氣溫和氣壓。
合成方法
（1）其制備方法有酸法，堿法和醇鋁法三種。目前國內(nèi)主要采用堿法，少數(shù)廠家采用醇鋁法。
酸法將硫酸鋁配成6%的水溶液，加入中和槽中，再將液氨配成15%～20%的氨水，按計算量將氨水快速加入，在強(qiáng)烈攪拌下于室溫反應(yīng)40～60 min，至pH值達(dá)到8～9左右時，反應(yīng)基本完成。將生成的沉淀物經(jīng)壓濾、用無離子水洗滌除去雜質(zhì)離子，洗滌水中一般加少量氨水調(diào)節(jié)pH值為8～9，以防洗滌過程中氫氧化鋁發(fā)生膠凝過程而引起物料損失。將洗滌過的沉淀物加入少量33%的硝酸溶液，在強(qiáng)烈攪拌下生成膠狀料漿(此過程稱為打漿)。再經(jīng)噴霧干燥，將得到的微球形氫氧化鋁擠條成型，在550℃下焙燒活化4h，即脫水形成活性氧化鋁。其
（2）堿法把工業(yè)固體燒堿加水配成濃度為600 g/L的燒堿溶液，在50～80℃下加入氫氧化鋁后升溫至110℃，保溫3 h進(jìn)行反應(yīng)，將所得溶液用水稀釋至含氧化鋁為100g/L，靜置0.5～1h，經(jīng)過濾，除去氫氧化鐵等不溶性雜質(zhì)，再將清液和20%硝酸溶液按照一定比例進(jìn)行中和反應(yīng)，溫度控制在30～50℃下，控制pH 7～7.5，反應(yīng)10 min 左右以后，再將反應(yīng)液在常溫攪拌下老化2h，經(jīng)過濾、用無離子水多次洗滌、于110℃烘干、擠條成型、干燥、500℃活化4h，制得活性氧化鋁。其
（3）醇鋁法將金屬鋁片加入異丙醇溶液中進(jìn)行反應(yīng)，生成異丙醇鋁，通過水蒸氣鼓泡(入口溫度180℃，水解溫度175℃)，使異丙醇鋁水解，生成水合氧化鋁，經(jīng)熟化、過濾、于100℃干燥、500℃脫水活化，制得活性氧化鋁。其
（4）高溫快脫法：將氫氧化鋁(水合氧化鋁)經(jīng)高溫快速脫水、成型、水熱處理及干燥后制得成品。
（5）炭化鋁膠法：將氫氧化鋁和氫氧化鈉混合，再經(jīng)中和、二氧化碳碳化、水洗、壓濾、干燥、粉碎、捏合、擠條、干燥、煅燒等過程制得成品。
（6）噴霧干燥法：將氫氧化鋁與工業(yè)硫酸反應(yīng)，再經(jīng)堿液中和、水洗、噴霧干燥、煅燒等過程制得成品。
（7）油柱成型法：將鋁錠用工業(yè)鹽酸溶解，再經(jīng)油柱成球、水洗、干燥、煅燒等過程制得成品。
制備過程中各種條件，特別是沉淀條件對產(chǎn)品的晶型、表面積、孔結(jié)構(gòu)等影響很大，一般地，低溫、低 pH 值下易得到無定形氫氧化鋁及擬薄水鋁石，高 pH 值易生成三水鋁石。擬薄水鋁石在 430～500℃下，煅燒得到γ-Al2O3，β三水鋁石在 300℃煅燒得到 η-Al2O3。
圖XIII-14 氫氧化鋁的脫水途徑
（8）高純銨明礬熱解法以硫酸鋁、硫酸銨為原料合成銨明礬(硫酸鋁銨)，經(jīng)脫水、熱解生成氧化鋁，再經(jīng)轉(zhuǎn)相制得γ-，α-氧化鋁。
利用有機(jī)鋁化合物聚合生成黏稠的聚鋁氧烷溶液，將聚鋁氧烷溶液進(jìn)行干式紡絲，得到有機(jī)鋁化合物纖維，再經(jīng)煅燒制得氧化鋁纖維。
使有機(jī)鋁化合物聚合，生成黏稠的聚鋁氧烷溶液，將其利用普通的干式紡絲法，制成有機(jī)鋁化合物纖維。再經(jīng)煅燒制得氧化鋁纖維。
9.制法 方法１．用蒸餾水溶解結(jié)晶硫酸鋁，然后在不斷攪拌下慢慢加入硫酸銨溶液，制得硫酸鋁銨：
然后加熱至100～200℃，除去結(jié)晶水后，研成粉末進(jìn)行高溫灼燒，開始在800℃ 灼燒，然后升溫至1250～1300℃灼燒4h，冷卻后即得氧化鋁：
上下游產(chǎn)品信息
表征圖譜
相關(guān)文獻(xiàn)
用途
1.用作催化劑和催化劑載體，是石油煉制和石油化工中主要的催化劑和載體。還用作空氣及其他氣體的脫濕劑，變壓器油和透平油的脫酸劑。
2.用于鍛造的加熱爐、均熱爐等工業(yè)用的高溫爐?？勺髅芊獠牧虾吞畛洳牧稀＿€可作強(qiáng)化用補(bǔ)強(qiáng)纖維，窯爐的爐襯，電子元件(IC板、鐵氧體)的煅燒爐等。
3.氧化鋁纖維主要用于高溫絕熱材料和增強(qiáng)復(fù)合材料。氧化鋁短纖維具有突出的耐高溫性能，可與樹脂、金屬或陶瓷進(jìn)行復(fù)合制備高性能復(fù)合材料，制造加熱爐、窯爐襯里及電子元件煅燒爐等工業(yè)用高溫爐。由于其密度小。絕熱性好、熱容量小，不僅可以減輕爐體質(zhì)量，而且可以提高控溫精度，節(jié)能效果顯著。氧化鋁纖維在高溫爐中的節(jié)能效果比一般的耐火磚或高溫涂料好。將其用于增強(qiáng)金屬時，與金屬完全不起化學(xué)作用，耐腐蝕性好，因此氧化鋁纖維是金屬的增強(qiáng)纖維。還可用于編織無紡布、編織帶、繩索等各種形狀的纖維制品。
4.用于制造加熱爐、均熱爐等工業(yè)用高溫爐。用作密封材料、填充材料、FRM用增強(qiáng)纖維、窯爐襯里及電子元件（IC基板、鐵氧體）煅燒爐等。
5.主要用作化纖纖維填料,也用于化妝品磨面膏的磨面劑、牙膏摩擦劑及冶金和化學(xué)品中。
6.分析試劑，有機(jī)溶劑的脫水吸附劑，研磨劑，低熔點(diǎn)鉛玻璃的配制。
7.氧化鋁是色譜中最常用的一種填充材料，有酸性、堿性和中性。是一種能進(jìn)行催化脫水、消除、加成、縮合、環(huán)氧化物開環(huán)、氧化和還原反應(yīng)的試劑，對于均相反應(yīng)來說反應(yīng)條件通常更溫和、更具有選擇性。
加成與縮合反應(yīng) 無論是親電反應(yīng)還是親核反應(yīng)，氧化鋁都可促進(jìn)各類雜原子的加成反應(yīng)。氧化鋁也能使羥基和烷氧基發(fā)生分子內(nèi)加成生成相應(yīng)的烯烴 (式1)[2]。
在氧化鋁的作用下，醛和不同活性的亞甲基化合物之間的醇醛縮合反應(yīng)、Michael反應(yīng)和Wittig反應(yīng)常在無溶劑、溫和的條件下進(jìn)行。硝基醇醛環(huán)化生成2-異唑啉的2-氧化物的反應(yīng)具有很好的立體選擇性 (式2)。
氧化鋁有利于Diels-Alder反應(yīng)、烯烴反應(yīng)和Carroll重排等受軌道對稱性控制的反應(yīng)。這些反應(yīng)條件溫和且有很高的立體選擇性。
在Al2O3的作用下，S可與環(huán)氧丙烷更易進(jìn)行親核加成反應(yīng)，而后脫水形成烯 (式3)。
以氧化鋁為固相載體微波照射后反應(yīng)物中的S、Se和Te可以與炔進(jìn)行親核加成，產(chǎn)物為α,β-不飽和酯 (式4)。
環(huán)氧化反應(yīng) 在溫和的、選擇性的條件下，用醇、硫醇、硒醇、胺、羧酸和過氧化物等親核試劑可以使環(huán)氧化物發(fā)生開環(huán)反應(yīng)。這種方法可用于順烯胺的合成 (式5)。
氧化鋁可催化許多重排反應(yīng)?；钚缘难趸X使O-磺酰肟發(fā)生Beckmann重排生成預(yù)期的酰胺，而堿性的氧化鋁生成相應(yīng)的唑啉。在氧化鋁作用下，β,γ-不飽和酮可異構(gòu)化為共軛酮、炔烴異構(gòu)化成烯烴、烯烴異構(gòu)化成共軛雙烯醇化 (式6)。
氧化鋁可促進(jìn)伯醇乙酸酯水解作用、酰亞胺的脫酰作用、磺酰肟的水解作用和β-酮酸酯和氨基甲酸鹽的脫烷氧羰基化作用。
