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氢氧化铝制备方法的探索与研究

2015-04-17尹慧君张红静鲁南煤化工研究院济宁市职业技术学院山东济宁7000

山东工业技术 2015年2期
关键词:制备方法

尹慧君,姜 曼,满 杰,张红静(.鲁南煤化工研究院; 济宁市职业技术学院,山东 济宁 7000)

氢氧化铝制备方法的探索与研究

尹慧君1,姜曼2,满杰1,张红静1
(1.鲁南煤化工研究院;2济宁市职业技术学院,山东 济宁 272000)

摘 要:氢氧化铝在工业中可作为优良的阻燃剂,它的应用极其广泛,不同用途的氢氧化铝的制备方法也有很多种,本文就简单的介绍了几种常用的氢氧化铝的制备方法,并在制备实验室用氢氧化铝时发现了一个有意思的小实验。

关键词:优良;助燃剂;制备方法

综合来说,氢氧化铝是目前工业上用量最大和应用最广的无机阻燃添加剂。氢氧化铝作为阻燃剂既能阻燃,又可以防止发烟,并且不产生滴下物,也不产生有毒气体,因此,在工业上得到较为广泛的应用,使用量也在逐年增加。使用范围:热固性塑料、热塑性塑料、合成橡胶、涂料及建材等行业。同时,氢氧化铝也是电解铝行业所必需氟化铝的基础原料,在该行业氢氧化铝也是得到非常广泛应用。

1 氢氧化铝的制备方法

根据不同用途,氢氧化铝的制备方法有很多种。工业用氢氧化铝的制备方法有拜耳法、碳酸氢铵法、碱石灰烧结法以及拜耳烧结联合,实验室制法就比较简单,可以用可溶性铝盐和氨水反应制得,也可以用四羟基合铝酸钠与过量二氧化碳反应制得。以下就是比较常用的几种氢氧化铝的制备途径。

1.1人造大理石用氢氧化铝的制备方法

将铝酸钠溶液进行种分分解,影响种分分解的因素有很多,要把握好进入分解槽浆液的稳定性,从而提高溶液的过饱和度是提高分解率的首要途径。通过种分分解,得到D50为60-110µm的氢氧化铝粗颗粒料,将粗、细两种颗粒料按照粒度比6-7:1和重量比1.5-3.5:1比例混合均匀,即得到可用作人造大理石填料的氢氧化铝[1]。

1.2超细氢氧化铝的制备方法

氢氧化铝被人们用作阻燃填充剂时,其粒度大小对材料的阻燃性能会产生一定的影响,实验证明,当氢氧化铝添加到一定量时,阻燃性能随其粉粒直径的减小反而增强。这表示,直径愈小,氢氧化铝粉粒的阻燃效果就愈好。所以,制备超细氢氧化铝就能更好的应用到塑料和橡胶等产品中。人们通常采用液相法、固相法以及直接沉淀法来制备超细氢氧化铝,并已取得了较好的效果[2]。

1.3实验室用氢氧化铝的制备方法

氢氧化铝是典型的两性氢氧化物,既能与强酸反应又能与强碱反应。一般情况下,氢氧化铝通常是用铝盐加氨水制备而得的,简单易操作,可控性强。通常实验中的氢氧化铝都是这么制得的。

2 探索氢氧化铝制备过程中的意外发现

在一次用铝盐加氨水制备氢氧化铝的实验中,做完实验后,了解氢氧化铝胶体能净水的性质,正好桌旁恰巧有一朵红花,于是顺手把红花浸泡在制备氢氧化铝沉淀的上层清液检验,结果红花竟然退色了。为了探索红花退色背后的原因,我打算用实验来证明。

我认为红花退色有三种可能:一是,由于氢氧化铝胶体的净水作用,对红花直接起作用导致红花退色;二是上层清液中不存在氢氧化铝胶体,可能是花瓣上的某些物质与上层清液反应导致退色;三是上层清液过量的氨水是花儿退色。为了一探究竟,验证我的看法,决定做三组实验,分别设计实验检验,利用实验验证到底是谁在起作用。取一些同样的红花,榨取汁液,稀释后待用。

(1)首先,我们做第一组试验,取少量稀释后的汁液于洁净的试管中,滴加制备氢氧化铝沉淀的上层清液检验,发现退色,没有其他现象。证明可能是花瓣上的某些物质与上层清液反应导致退色的观点是错的。

(2)其次,我们做第二组试验,分成了几步。

1)取少量带有腐殖质的泥土,溶解、过滤后得浑浊液。取少量液,向里面加入一些饱和的明矾溶液,过一会儿,发现水变澄清了,里面出现了悬浮物。证明氢氧化铝胶体能净水。

2)取少量浑浊液,向里面加入活性炭,过一会儿,发现水变澄清了,并且有絮状物质被吸附在活性炭表面,这些白色物质与前面的悬浮物相似,证明氢氧化铝的净水原理是吸附。

3)取少量浑浊液,向里面加入制备氢氧化铝沉淀的上层清液,没有现象,证明上层清液中不含有氢氧化铝胶体。

4)取少量稀释后的汁液于洁净的试管中,向里面加入饱和的明矾溶液,发现不退色,没有其他现象,证明退色不是氢氧化铝胶体的作用。

(3)在分析了上层清液的成分后,我们做了第三组实验。

1)取少量稀释后的汁液于洁净的试管中,滴加饱和氯化钠溶液,不退色,证明不是氯离子的作用。

2)取少量稀释后的汁液于洁净的试管中,滴加饱和氯化铵溶液,不退色,证明不是铵离子的作用。

3)取少量稀释后的汁液于洁净的试管中,滴加氨水,退色,证明是氨水在起作用。

4)取少量稀释后的汁液于洁净的试管中,滴加氢氧化钠溶液,退色,证明是氨水的碱性在起作用。

至此,我们终于发现了红花退色的根本原因。原来这种红花的色素比如胡萝卜素、花色素等,呈酸性,遇碱后发生中和反应,所以红花退色。

这只是化学的一个缩影。化学影响着我们生活的方方面面,从这些有趣的化学变化中,我们探索所发生的复杂的微观反应,从而得出真理,把它更好地应用到我们的生活中,创造更大的财富。

参考文献:

[1]朱德学,冯晓明,刘国艳,孟祥庆,马晓宁.人造大理石用氢氧化铝的制备方法[D].

[2]章玲英,宋锡瑾.纳米氢氧化铝粉体的制备及工艺优化[D].

作者简介:尹慧君(1986-),女,山东济宁人,助理工程师,毕业学校:齐鲁工业大学。

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