氧化铝_氢氧化铝的XRD鉴定

征峰 d 值有 0 . 139 5 , 0 . 197 7 , 0 . 239 0 , 0 . 228 0 , 0 . 456 0 nm; 2 为 67 . 00 , 45 . 84 , 37 . 59 , 39 . 47 , 19 . 44 。 - A l2 O3 属立方晶系, 为多孔性、 高分散度 的固体物料, 具有很大的比表面积, 活性大, 吸附性 能好。它广泛应用于各种行 业中的吸附剂 和脱水 剂、 汽车尾气净化剂 ; 制备航天航空、 兵器、 电子、 特
awk.baidu.com
- A l2 O 3 ; b
- A l2 O 3; c
- A l2 O 3; d
- A l2 O3 ; e
- A l2 O3 ; f
- A l2 O 3; g
- A l2 O 3; h
- A l2 O3 ; i
- A l2 O 3
图 1 铝的氧化物 X 射线衍射图
56
无机盐工业
第 40 卷第 2 期
铝的氧化物、 氢氧化物有多种晶型, 晶型不同用 途也完全不同。X 射线衍射仪在区别铝的氧化物、 氢氧化物的晶型方面有优势。笔者用 X 射线衍射 仪鉴定铝的氧化物、 氢氧化物的类型。
二价或三价阳离子置换。以 N a2 O 11A l2 O3为例 , X 射线衍射图见图 1b 。典型的特征峰 d 值有 1 . 131 3 , 0 . 565 6 , 0. 445 9 nm; 2 为 7 . 81, 15 . 65 , 19 . 90 。 A l2 O3 属六方晶系 , 具有密度大、 气孔率低、 机械强 度高、 耐热冲击性能好、 离子导电率高、 粒度分布均 匀且细、 晶界阻力小等特点。它可用作钠硫 ( Na / S) 蓄电池中的固体电解质薄膜陶瓷隔板 , 既作为离子 导电体, 又具有隔离钠阴极和多硫钠阳极的双重作 用; 还可用于室温电池, 钠热敏元件, 制作玻璃、 耐火 [ 1] 材料和陶瓷的原料等 。 1 . 3 750 - A l2 O3 鉴定 - A l2 O3 是 由 一水 软 铝 石 在 低温 ( 500 ~ )煅烧得到, X 射线衍射图见图 1c 。典型的特
54
无机盐工业 I NORGAN IC CH EM I CALS I NDUSTRY
第 40 卷 第 2 期 2008年 2月
化工分析与测试
氧化铝、 氢氧化铝的 XRD 鉴定
李 波 , 邵玲玲
1 2
(1 . 中国铝业郑州研究院 , 河南郑州 450041; 2. 中国铝业河南分公司 )
摘
要 : 氧化铝、 氢氧化铝的 晶型有多种 , 不同晶型的氧化铝、 氢氧化铝的用途差 别也很大 , 所以必 须确定它们
2008年 2月
李波等 : 氧化铝、 氢氧化铝的 XRD 鉴定
55
种陶瓷等尖端材料的原料 , 石油化工和化学工业中 用作催化剂 (炼制石油 ) 或载体 ( 使石油氢化 ) 。纳 米 - A l2 O3 CMP ( 化学机械抛光 ) 浆料可用于集成 电路生产过程中层间钨、 铝、 铜等金属布线材料及薄 膜材料的表面平坦化 , 以及高级光学玻璃、 石英晶体 及各种宝石的化学机械抛光。 1 . 4 - A l2 O3 鉴定 - A l2O 3 是由一水软铝石在 800~ 1 050 煅 烧得到 , X 射线衍射图见图 1d 。典型的特征峰 d 值 有 0. 139 6 , 0 . 198 6 , 0 . 246 0 , 0 . 273 0 n m; 2 为 66. 95 , 45 . 62 , 46 . 48 , 32 . 76 。 - A l2 O3 属四方晶系 , 有强吸附能力和催化活性, 可用作吸附剂、 干燥剂、 催化剂及其载体。 1 . 5 - A l2 O3 鉴定 - A l2 O3 是由拜尔体的氢氧化铝在一定的升 温速率下在 400~ 750 煅烧得到, X 射线衍射图见 图 1e 。典 型 的特 征 峰 d 值有 0 . 140 0 , 0 . 179 0 , 0 . 240 0 , 0 . 460 0 , 0 . 227 0 n m; 2 为 66. 73, 46 . 02 , 37. 43 , 19 . 27 , 39 . 66 。 - A l 2 O3 属立方晶系 , 具有 比较大的孔容和比表面积 , 主要用作催化剂的载体。 1 . 6 - A l2O 3 鉴定 - A l2 O3 是由拜尔体的氢氧化铝在一定的升 温速率下在 900~ 1 100 煅烧得到 , X 射线衍射图 见图 1f 。 典型的 特征峰 d 值有 0 . 139 0 , 0 . 285 0 ,
Appraisal of a lum ina and alum in ium hydrox ide by XRD L i Bo , Shao L ing lin g
1 2
( 1. Zhengzhou R esearch Institute of Chalco, Zhengzhou 450041, China; 2 . Chalco, H e nan B ranch ) Abstrac t : A lum ina and a lum in ium hydrox ide have many crystal types . T he uses are qu ite d ifferen t between d ifferent crysta l types o f a lum ina and alum inium hydrox ide . T herefore , it is very necessa ry to identify the ir crysta l types . XRD has its un ique advantages in the fie ld of appra ising m atter s c rysta l type . Based on the predecessor s work , X - ray d iffraction pat terns and charac teristic diffraction peaks of a lum ina and a lum in ium hydrox ide w ith d ifferent crystal types w ere introduced. T he difference and appra ising m ethod o f d iffraction peaks w ere analyzed . In add ition , the uses o f a lum ina and a lum in ium hy drox ide w ith different c rysta l types w ere br ie fly introduced. K ey word s : a lum ina ; alum inium hydrox ide ; appra isal by XRD
2 铝的氢氧化物的晶型
2 . 1 - A l( OH ) 3 ( 三水铝石或 定 - A l( OH ) 3 又名水铝氧石、 氢氧铝石, 属单斜 晶系, 结晶完好者呈六角板状、 棱镜状, 常有呈细晶 状集合体或双晶 , 矿石中三水铝石多呈不规则状集 合体, 均 含 有不 同 量 的 T i O 2, S i O2, Fe2 O3, Nb2 O5, T a2 O5, Ga2 O3 等类质同象或机械混入物。三水铝石 溶于酸和碱 , 其粉末加热到 100 经 2 h 即可完全 溶解。该矿物形成于酸性介质 , 在风化壳矿床中三 水铝石是原生矿物 , 也是主要矿石矿物 , 与高岭石、 针铁矿、 赤铁矿、 伊利石等共生。 - A l( OH ) 3 的 X 射线衍射图见图 2a 。典型的特征峰 d 值有 0 . 484 5 , 0 . 437 4 , 0 . 432 4 , 0 . 331 4 nm; 2 为 18 . 296 , 20. 287 , 20 . 522 , 26 . 884 。三水型 铝土矿中主要的 物相组成即为 - A l( OH ) 3 。 国外的铝土矿主要是 三水型铝土矿, 适合拜耳法生产氧化铝, 能耗低。拜 耳法和烧结法生产氧化铝过程中产生的氢氧化铝主 要物相也为 - A l( OH ) 3。 - A l( OH ) 3 可以用来 生产氟化盐、 净水剂、 活性氧化铝、 防水织物、 油墨、 玻璃器皿、 纸张填料、 媒染剂、 牙膏摩擦剂 等。 2 . 2 - A l( OH ) 3 ( 拜耳石或 - 三水 A l2 O3 ) 鉴定 - A l( OH ) 3 属正交晶系 , 典型的特征峰 d 值 有 0. 471 3 , 0 . 437 2 , 0 . 433 5 , 0 . 221 7 n m; 2 为 18. 814 , 20 . 298 , 20 . 468 , 40 . 653 。与 - A l( OH ) 3 主要的衍射峰很接近。从图 2a 可以看出 , 在 2 为 18. 296 的右 边有一个强 度不太高 的衍射峰 , 即为 - A l( OH ) 3 的最强峰 0 . 471 3 n m。 - A l( OH ) 3 常与 - A l( OH ) 3 共存, 存在于拜耳法和烧结法生 产氧化铝过程中产生的氢氧化铝中, 用途也与 A l( OH ) 3 差不多。 2 . 3 - A l( OH ) 3 ( 诺水铝石或 鉴定 - A l( OH ) 3 属三斜晶系 , X 射线衍射图见图 2b 。典 型 的 特 征 峰 d 值 有 0. 479 2 , 0 . 433 6 , 0 . 421 7 , 0 . 416 0 nm; 2 为 18. 502 , 20 . 464 , 21 . 050 , 21. 343 。与 - A l( OH ) 3 主要的衍 射峰很接近。 - A l( OH ) 3 常与三水铝石共存于三水型的铝土 - 三水 A l2 O3 )
0 . 272 0 , 0 . 243 0 , 0 . 201 0 nm; 2 为 67 . 28 , 31 . 35 , 32 . 89 , 36 . 95 , 40 . 05 。 - A l2 O3 属单斜晶系, 其性 能介于 - A l2O 3 和 - A l2 O3 之间 , 常与 - A l2O 3 和 1 . 7 - A l2O 3 共存。 - A l2 O3 鉴定
0 . 227 0 , 0 . 241 0 n m; 2 为 67 . 00 , 46 . 26 , 39 . 66 , 37. 27 。 - A l2 O3 主要用于空气、 天然气、 石油裂解 气的干燥脱水, 饮用水除氟 , 蒽醌法生产双氧水的专 用催化剂, 粘性树脂脱氯 , 催化剂载体, 空分及制氧 工业。
矿中 , 含量较低。主要的用途是用来生产氧化铝。 2 . 4 - A lOOH (一水硬铝石或 单水铝石 ) 鉴定 一水硬铝石属斜方晶系 , 结晶完好者呈柱状、 板
状、 鳞片状、 针状、 棱状等。矿石中的水铝石一般均 含有 T i O 2, SiO2, Fe2 O3, Ga2 O3, Nb2O 5, T a2O 5, T l2O 3 等不同量类质同象混入物。水铝石溶于酸和碱, 但 在常温常压下溶解甚弱, 需在高温高压和强酸或强
- A l2 O3 是由三水铝石在一定的升温速率下 在 800~ 1 150 煅烧得到, X 射线衍射图见图 1g 。 典型的特 征峰 d 值 有 0 . 139 0 , 0 . 257 0 , 0 . 142 0 , 0 . 211 0 , 0 . 287 0 nm; 2 为 67 . 28 , 34 . 87, 42 . 81 , 65 . 16 , 31 . 15 。 - A l2 O3 属六方晶系, 主要的用途 是耐火材料结合剂、 净化剂、 吸附剂等。 1 . 8 - A l2 O3 鉴定 - A l2 O3 是由小于 75 m 的三水铝石在低于 2 . 66 Pa 的真空条件下脱水得到 , X 射线衍射图见图 1h 。由图 1h 看出在 2 为 66 . 82 ( d = 0. 140 0 n m) 的位置有一弥散的衍射峰, 说明 - A l2O 3 结晶状况 很差 , 几乎处于无定形状态。 - A l2 O3 广泛应用于 刚玉质、 高铝质、 铝镁质等 炼铁、 炼钢、 有色金属冶 炼、 热风炉等高级耐火材料。另外它在陶瓷涂料、 催 化剂载体、 吸附剂等方面也有广泛应用。 1 . 9 - A l2O 3 鉴定 - A l2 O3 是由小于 75 m 的三水铝石在保护 气体作用下在 500~ 750 煅烧得到, X 射线衍射图 见图 1 i 。 典 型的 特 征 峰 d 值 有 0. 139 5, 0. 196 0,
的晶型。 X 射线衍射仪在区别物质 晶型方 面有 独特 的优势。 在参考 前人 工作的 基础 上 , 介绍 了不同 晶型 的氧化 铝、 氢氧化铝的 X 射线衍射图及其特征衍射 峰 , 并分析了衍射峰之间的差别 , 以及鉴定方法。并简单介 绍了不同晶 型的氧化铝、 氢氧化铝的用途。 关键词 : 氧化铝 ; 氢氧化铝 ; XRD 鉴定 中图分类号 : TQ133. 1 文献标识码 : A 文章编号 : 1006- 4990( 2008) 02- 0054- 04
1 铝的氧化物的晶型
1 . 1 - A l2O 3 鉴定 - A l2 O3 结晶良好, 衍射峰很尖锐, X 射线衍 射图 见 图 1a 。典型的特 征峰 d 值有 0 . 208 5 , 0 . 255 1 , 0 . 160 1 , 0 . 348 0 , 0 . 237 9 nm; 2 为 43 . 36 , 35. 15 , 57 . 50 , 25 . 58 , 37 . 78 。这里给出 2 所用的 X 射线为 Cu 靶的 K 线, 下同。 - A l2 O3 属三方晶 系 , 在铝的氧化物中是最稳定的相 , 具有熔点高、 硬 度大、 耐磨性好、 机械强度高、 电绝缘性好、 耐腐蚀等 性能, 是制造纯铝系列陶瓷、 磨料、 磨具及耐火材料 的理想原料。 1 . 2 - A l2 O3 鉴定 - A l2 O3 并非氧化铝的异构体 , 而是一种铝酸 盐。通式为 M 2 O x A l 2 O3, M 为一价阳离子, 也可被