CZ302753B6 - Process for preparing aluminium oxide - Google Patents
Process for preparing aluminium oxide Download PDFInfo
- Publication number
- CZ302753B6 CZ302753B6 CZ20100360A CZ2010360A CZ302753B6 CZ 302753 B6 CZ302753 B6 CZ 302753B6 CZ 20100360 A CZ20100360 A CZ 20100360A CZ 2010360 A CZ2010360 A CZ 2010360A CZ 302753 B6 CZ302753 B6 CZ 302753B6
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- gel
- modification
- mol
- degc
- temperature
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Oblast technikyTechnical field
Vynález se týká způsobu přípravy oxidu hlinitého s využitím ionizujícího či UV záření.The invention relates to a process for the preparation of alumina using ionizing or UV radiation.
Současný stav technikyThe state of the art
Oxid hlinitý Al2O3 patří mezi široce používané materiály v mnoha odvětvích průmyslu; modifikace γ-Α12Ο3 díky vysokému měrnému povrchu, porositě a chemické odolnosti slouží zejména jako nosič katalyzátorů [Tzirakis M. R. et al.: J. Mol. Catal. A; Chem. 316 (2010), 65-74; Saxena A. et al.: J. Hazard Mater. 175 (2010), 795-801] nebo jako stacionární fáze pro chromatografii, α-modifikace (korund) slouží jako brusný či opticky průhledný materiál. Mezi důležité aplikace patří i použití oxidu hlinitého jako prekurzorů pro přípravu různých kompozitních keramik jako jsou syntetické granáty YAG (Y3Al5Ol2) [Medraj M. et al.: J. Eur. Ceram. Soc. 26 (2006), 35153524] a LuAG (Lu3AJ5O12) [Ogino H. et al.: J. Cryst. Growth 287 (2006), 335-338] či jako termoluminiscenčního nebo OSL dozimetru [Muthe Κ. P. et al.: J. Lumin. 128 (2008), 445-450].Al 2 O 3 is a widely used material in many industries; the γ-Α1 2 Ο 3 modification, due to its high specific surface area, porosity and chemical resistance, serves primarily as a catalyst support [Tzirakis MR et al .: J. Mol. Catal. AND; Chem. 316 (2010) 65-74; Saxena A. et al., J. Hazard Mater. 175 (2010), 795-801] or as a stationary phase for chromatography, α-modification (corundum) serves as an abrasive or optically transparent material. Important applications include the use of alumina as precursors for the preparation of various composite ceramics such as YAG synthetic garnets (Y 3 Al 5 O 12 ) [Medraj M. et al .: J. Eur. Ceram. Soc. 26 (2006), 35153524] and LuAG (Lu 3 AJ 5 0 12 ) [Ogino H. et al .: J. Cryst. Growth 287 (2006), 335-338] or as a thermoluminescent or OSL dosimeter [Muthe Κ. P. et al., J. Lumin. 128 (2008), 445-450].
Bylo vypracováno velké množství metod přípravy A12O3 od srážení [Peng Cheng-Hsiung et al.:A large number of methods for the preparation of Al 2 O 3 have been developed since precipitation [Peng Cheng-Hsiung et al .:
J. Alloys Compd. 491 (2010), L29-L32; An Baichao et al.: Chem. Eng. J. 157 (2010), 67-72] přes techniky sol-gel [Zhang Xiaoxue et al.: J. Cryst. Growth 310 (2008), 3674-3679; Ramesh S. et al.: J. Am. Ceram. Soc. 83 (2000), 89-94] případně doplněné spin-coatingem pro přípravu tenkých vrstev [Ózer N. et al.: Sol. Energy Mater. Sol. Cells 59 (1999), 355-366], anodickou oxidaci hliníku [Marsal L. F. et al.: Opt. Mater. 31 (2009), 860-864] až po sprejovou pyrolýzu [Kim Joo Hyun et al: Microporous Mesoporous Mater. 128 (2010), 85-90]. Většina uvedených technik přípravy Al2O3, pn nichž není tepelné opracování již zahrnuto v principu metody, vede ke vzniku hydroxidů A1(OH)3 a/nebo oxohydroxidů A1OOH, často s nízkou mírou krystaličnosti. Tepelným opracováním takto připravených materiálů pak v závislosti na teplotě a době zahřívání vznikají rozličné přechodné fáze oxidu hlinitého (γ, δ, θ, χ, κ, η) nebo jejich směsi, až po stabilní fázi aA12O3 [BoumazaA. etal.: J. Solid State Chem. 182 (2009), 1171-1176],J. Alloys Compd. 491 (2010); An Baichao et al., Chem. Eng. J. 157 (2010), 67-72] via sol-gel techniques [Zhang Xiaoxue et al .: J. Cryst. Growth 310 (2008) 3674-3679; Ramesh S. et al., J. Am. Ceram. Soc. 83 (2000), 89-94] optionally supplemented with a spin coating for the preparation of thin films [Ozer N. et al .: Sol. Energy Mater. Sol. Cells 59 (1999), 355-366], anodic aluminum oxidation [Marsal LF et al .: Opt. Mater. 31 (2009), 860-864] to spray pyrolysis [Kim Joo Hyun et al: Microporous Mesoporous Mater. 128 (2010), 85-90]. Most of the above Al 2 O 3 preparation techniques, in which heat treatment is no longer included in the principle of the method, result in the formation of Al (OH) 3 hydroxides and / or AlOOH oxohydroxides, often with low crystallinity. Depending on the temperature and the time of heating, heat treatment of the materials prepared in this way results in various transition alumina phases (γ, δ, θ, χ, κ, η) or mixtures thereof up to the stable phase aA1 2 O 3 [BoumazaA. et al .: J. Solid State Chem. 182 (2009) 1171-1176]
Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION
Nový, dosud nepopsaný způsob přípravy oxidu hlinitého podle vynálezu spočívá v ozáření reakčního vodného roztoku, obsahujícího hlinité ionty o koncentraci 0,001 až 1 mol.f1, lapače OH radikálů, případně peroxid vodíku nebo makromolekulami stabilizátor nanočástic, UV zářením rtuťové výbojky o zářivém výkonu 40 až 160 W nebo urychlenými elektrony o energii v rozsahu 1 až 6 MeV dávkou 40 až 140 kGy za vzniku průhledného až bíle zakaleného, jenž se z roztoku separuje ultrafiltrací, po důkladném promytí vodou a ethanolem se gel, stlačený procesem filtrace, suší při teplotě do 100 °C za vzniku bílého, práškového materiálu, jenž se následně tepelně opracuje při teplotách 500 až 1000 °C pro dosažení modifikace γ-Α12Ο3 a při teplotách nad 1000 °C pro dosažení modifikace a-Al2O3.New, previously unknown method for the preparation of alumina according to the invention consists in irradiating the reaction of an aqueous solution containing aluminum ions at a concentration of 0.001 to 1 mol.f 1 scavenger of OH radicals or hydrogen peroxide stabilizer, or a macromolecular nanoparticles, UV mercury lamp luminosity of 40 up to 160 W or accelerated electrons ranging from 1 to 6 MeV with a dose of 40 to 140 kGy to form a transparent to white cloudy which is separated from the solution by ultrafiltration, after thorough washing with water and ethanol, the gel compressed by the filtration process is dried at 100 ° C to form a white, powdered material which is subsequently heat treated at temperatures of 500 to 1000 ° C to achieve γ-Α1 2 Ο 3 modification and temperatures above 1000 ° C to achieve α-Al 2 O 3 modification.
Lapači OH radikálů jsou zpravidla alifatické alkoholy nebo polyvinylalkohol, či sole organických kyselin obsahující anion C'OO \OH radical scavengers are typically aliphatic alcohols or polyvinyl alcohol, or organic acid salts containing the C'OO anion.
Reakční vodný roztok s výhodou dále obsahuje makromolekulami stabilizátor nanočástic, jako např. polyvinylalkohol (PVA), polyethylenglykol nebo kyselinu pikrovou.The reaction aqueous solution preferably further comprises macromolecules a nanoparticle stabilizer, such as polyvinyl alcohol (PVA), polyethylene glycol or picric acid.
Jako lapač OH radikálů byly použity ionty mravenčanové, HCOO. Peroxid vodíku sloužil jako oxidační činidlo a významný zdroj OH radikálů při fotolýze a radiolýze. Reakční směs může s výhodou obsahovat jako stabilizátor nanočástic polyvinylalkohol.Formate ions, HCOO, were used as OH scavengers. Hydrogen peroxide served as an oxidizing agent and an important source of OH radicals in photolysis and radiolysis. The reaction mixture may advantageously contain polyvinyl alcohol as a nanoparticle stabilizer.
-1 CZ 302753 B6-1 CZ 302753 B6
Příklady provedeníExamples
Příklad IExample I
Vodný roztok obsahující 0,025 mol.l 1 chloridu hlinitého, 0,1 mol.l 1 mravenčanu draselného a cca 1 mol.l 1 peroxidu vodíku byl ozářen na lineárním urychlovači elektronů dávkou 80 kGy. Vzniklá jemná suspenze gelovité povahy byla separována uItrafi Itrací a po vysušení byly vzniklé průhledné šupiny nadrceny, smíchány s vodu a půl hodiny v suspenzi dispergovány v ultrazvukové lázni. Po vysušení byla část jemného bílého prášku tepelně opracována pri 200 °C na vzduchu a druhá část ve vakuu, obojí po dobu 1 hod. Rentgenová difrakce prokázala, že v neopracovaném i v tepelně opracovaných vzorcích je přítomen slabě krystalický bóhmit (pseudobóhmit) γAIOOH. Následné tepelné opracování po dobu 2 hod při teplotách 500, 800, 1000 a 1200 °C na vzduchu nebo ve vakuu prokázalo, že vzorek následuje obvyklou kalcinační cestu bohmitu bez ohledu na atmosféru pri tepelném opracování - při 500 a 800 °C byla rentgenovou difrakcí identifikována přechodná fáze γ-Α12Ο3, jež při 1000 °C přešla na směs (γ + Oj-AhO-j a při 1200 °C na čistý korund ct-Al2O3.The aqueous solution containing 0.025 mol.l 1 of aluminum chloride, 0.1 M potassium formate 1 and about 1 mol.l 1 of hydrogen peroxide was irradiated at a linear electron accelerator dose of 80 kGy. The resulting fine gel-like suspension was separated by ultrafiltration and, after drying, the transparent scales were crushed, mixed with water and dispersed in an ultrasonic bath for half an hour in suspension. After drying, a portion of the fine white powder was heat treated at 200 ° C in air and the other part under vacuum, both for 1 hour. X-ray diffraction showed that a weakly crystalline boehmite (pseudo-boehmite) γAIOOH was present in both untreated and heat treated specimens. Subsequent heat treatment for 2 hours at 500, 800, 1000 and 1200 ° C in air or vacuum showed that the sample followed the usual calcite path of bohmite regardless of the heat treatment atmosphere - at 500 and 800 ° C it was identified by X-ray diffraction the transition phase γ-Α1 2 3 , which at 1000 ° C changed to a mixture (γ + Oj-AhO-j and at 1200 ° C to pure corundum ct-Al 2 O 3 .
Příklad 2Example 2
Vodný roztok obsahující 0,025 mol.l 1 chloridu hlinitého, 0,1 mol.l 1 mravenčanu draselného a cca I mol.l 1 peroxidu vodíku byl ozářen střednětlakou rtuťovou výbojkou o zářivém výkonu cca 90 W po dobu 30 minut, z nějž byl reakční produkt separován ultrafiltrací. Po vysušení byl bílý prášek smíchán s vodou, nadrcen a centrifugován. Roztok nad sraženinou byl odpipetován a toto drcení s děkan tací bylo provedeno ještě dvakrát. Po vysušení byl u prášku změřen měrný povrch adsorpcí/desorpcí dusíku ze směsi N2/H2 pri teplotě kapalného dusíku ajeho hodnota činila 111 m2.g '. Tepelné opracování na vzduchu, při shodných teplotách i dobách jako v předešlém příkladu mělo z hlediska měření rentgenovou difrakcí totožné pořadí fází, pouze fáze 0-AI2O3 byla méně výrazná.An aqueous solution containing 0.025 mol.l 1 of aluminum chloride, 0.1 mol.l 1 of potassium formate and about 1 mol.l 1 of hydrogen peroxide was irradiated with a medium-pressure mercury burner with a radiant power of about 90 W for 30 minutes, from which the reaction product was separated by ultrafiltration. After drying, the white powder was mixed with water, crushed and centrifuged. The supernatant solution was pipetted and this decanting was performed twice more. After drying, the surface area of the powder was measured by adsorption / desorption of nitrogen from the N 2 / H 2 mixture at liquid nitrogen temperature and was 111 m 2 / g. The heat treatment in air at the same temperatures and times as in the previous example was in terms of X-ray diffraction identical to the phase sequence, only the phases 0 AI2O-3 was less pronounced.
Příklad 3Example 3
Vodný roztok obsahující 0,010 mol.l·1 dusičnanu hlinitého a 0,1 mol.l 1 mravenčanu draselného byl ozařován střednětlakou rtuťovou výbojkou o zářivém výkonu cca 90 W po dobu 60 minut, vzniklý gel byl separován ultrafiltrací a důkladně promyt vodou. Po usušení byl prášek charakterizován rentgenovou difrakcí v závislosti na teplotě kalcinace na vzduchu, a to při stejných teplotách jako v předchozích příkladech. Jak neopracovaný, tak tepelně opracovaný prášek do 500 °C včetně nevykazoval žádnou identifikovatelnou krystalickou strukturu, při 800 °C byla identifikována fáze γ-ΑΙ2Ο3, pri 1000 °C se jednalo o směs (γ + Θ + aý-AI2O3 a pri 1200 °C už jen o čistou cc—A12O3.An aqueous solution containing 0.010 mol.l -1 aluminum nitrate and 0.1 mol.l 1 potassium formate was irradiated with a medium-pressure mercury vapor lamp with a radiant power of about 90 W for 60 minutes, the resulting gel separated by ultrafiltration and washed thoroughly with water. After drying, the powder was characterized by X-ray diffraction as a function of the air calcination temperature at the same temperatures as in the previous examples. Both untreated and heat treated powder up to and including 500 ° C showed no identifiable crystalline structure, at 800 ° C the phase γ-ΑΙ 2 Ο 3 was identified, at 1000 ° C it was a mixture (γ + Θ + aý-AI 2 O 3 and at 1200 ° C only by pure cc — A1 2 O 3 .
Příklad 4Example 4
Vodný roztok obsahující 0,010 mol.l1 dusičnanu hlinitého a 0,1 mol.l 1 mravenčanu draselného a cca 1 mol.l·1 peroxidu vodíku byl ozařován střednětlakou rtuťovou výbojkou o zářivém výkonu cca 90 W po dobu 15 minut a vzniklý gel byl separován ultrafiltrací. Po vyschnutí byl bílý prášek tepelně opracován při stejných kale i nač nich teplotách jako v předchozích případech a rentgenovou difrakcí byla identifikována při 800 °C a 1000 °C přechodná fáze γ-Α12Ο3 (Θ fáze nebyla zaznamenána) a opět po vypečení na 1200 °C byl přítomen čistý korund a-Al2O3.An aqueous solution containing 0.010 mol.l 1 of aluminum nitrate and 0.1 mol.l 1 of potassium formate and about 1 mol.l -1 of hydrogen peroxide was irradiated with a medium-pressure mercury burner with a radiant power of about 90 W for 15 minutes and the gel formed was separated. ultrafiltration. After drying, the white powder was heat treated at the same sludge and temperature as before, and the X-ray diffraction pattern at 800 ° C and 1000 ° C identified the transient phase γ-Α1 2 Ο 3 (Θ phase not recorded) and again after baking to At 1200 ° C, pure α-Al 2 O 3 was present.
-2CZ 302753 B6-2GB 302753 B6
Průmyslová využitelnostIndustrial applicability
Vynález je využitelný pro následnou syntézu kompozitních oxidických materiálů obsahujících 5 hliník, pro dozimetrické aplikace nebo jeho porézní nosič pro katalytické reakce.The invention is useful for the subsequent synthesis of composite oxide materials containing 5 aluminum, for dosimetric applications, or a porous support thereof for catalytic reactions.
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CZ20100360A CZ302753B6 (en) | 2010-05-10 | 2010-05-10 | Process for preparing aluminium oxide |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CZ20100360A CZ302753B6 (en) | 2010-05-10 | 2010-05-10 | Process for preparing aluminium oxide |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CZ2010360A3 CZ2010360A3 (en) | 2011-10-19 |
CZ302753B6 true CZ302753B6 (en) | 2011-10-19 |
Family
ID=44786211
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CZ20100360A CZ302753B6 (en) | 2010-05-10 | 2010-05-10 | Process for preparing aluminium oxide |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CZ (1) | CZ302753B6 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH11228131A (en) * | 1998-02-18 | 1999-08-24 | Taimei Chemicals Co Ltd | Active alumina and production of alumina having double peak distribution curve in fine pore diameter distribution |
JPH11268911A (en) * | 1998-01-08 | 1999-10-05 | Nissan Chem Ind Ltd | Alumina powder, its production, and composition for polishing |
US20010055558A1 (en) * | 1999-12-27 | 2001-12-27 | Showa Denko K.K. | Alumina particles, production process thereof, composition comprising the particles and alumina slurry for polishing |
CN101186325A (en) * | 2007-12-17 | 2008-05-28 | 中国铝业股份有限公司 | Method for preparing nano aluminum oxide powder |
-
2010
- 2010-05-10 CZ CZ20100360A patent/CZ302753B6/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH11268911A (en) * | 1998-01-08 | 1999-10-05 | Nissan Chem Ind Ltd | Alumina powder, its production, and composition for polishing |
JPH11228131A (en) * | 1998-02-18 | 1999-08-24 | Taimei Chemicals Co Ltd | Active alumina and production of alumina having double peak distribution curve in fine pore diameter distribution |
US20010055558A1 (en) * | 1999-12-27 | 2001-12-27 | Showa Denko K.K. | Alumina particles, production process thereof, composition comprising the particles and alumina slurry for polishing |
CN101186325A (en) * | 2007-12-17 | 2008-05-28 | 中国铝业股份有限公司 | Method for preparing nano aluminum oxide powder |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CZ2010360A3 (en) | 2011-10-19 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
ES2727604T3 (en) | A process for the preparation of a MWW zeolitic material containing boron and titanium | |
Neshchimenko et al. | Optical radiation stability of ZnO hollow particles | |
Singh et al. | Synthesis, characterization, luminescence and defect centres in CaYAl 3 O 7: Eu 3+ red phosphor | |
Ningthoujam et al. | Roles of solvent, annealing and Bi 3+ co-doping on the crystal structure and luminescence properties of YPO 4: Eu 3+ nanoparticles | |
Rezende et al. | Influence of co-dopant in the europium reduction in SrAl2O4 host | |
WO2018235723A1 (en) | Ultraviolet-emitting phosphor, light-emitting element, and light-emitting device | |
Li et al. | Urea-induced supramolecular self-assembly strategy to synthesize wrinkled porous carbon nitride nanosheets for highly-efficient visible-light photocatalytic degradation | |
Hasegawa et al. | Determination of the crystal structure and photoluminescence properties of NaEu 1− x Gd x (MoO 4) 2 phosphor synthesized by a water-assisted low-temperature synthesis technique | |
Yu et al. | Synergistic effects of Zn and Pd species in TiO 2 towards efficient photo-reduction of CO 2 into CH 4 | |
Mishenina et al. | Synthesis and characteristics of CaAl2O4: Eu3+ phosphor prepared by zol-gel method | |
CZ302753B6 (en) | Process for preparing aluminium oxide | |
JP6713129B2 (en) | Method for producing conductive mayenite type compound | |
Barta et al. | Indirect synthesis of Al2O3 via radiation-or photochemical formation of its hydrated precursors | |
Liu et al. | Efficient degradation of methylene blue dye by catalytic oxidation using the Na 8 Nb 6 O 19· 13H 2 O/H 2 O 2 system | |
Pookmanee et al. | Synthesis, characterization and its photocatalytic of copper oxide (Cuo) powder | |
TW200301224A (en) | Titanium oxide, and photocatalyst and photocatalyst coating composition using the same | |
Fujimoto et al. | Optical and dosimeter properties of Li2O–Al2O3–B2O3 based glasses | |
Baghramyan et al. | Optical Properties and Radiation Resistance of Zirconium Silicate Obtained by Microwave Method | |
CN112930384B (en) | Phosphor for UV emitting device and UV generating device using the same | |
Negrón-Mendoza et al. | A thermoluminescence study of bio-organic compounds adsorbed in a clay mineral | |
Puzyrev et al. | Physicochemical properties of Al 2 O 3 and Y 2 O 3 nanopowders produced by laser synthesis and their aqueous dispersions | |
Feldbach et al. | Luminescence Spectroscopy of Ca-apatites under VUV Excitation | |
Mindru et al. | Structural and optical properties of un-doped and doped Sr3Al2O6 obtained through the tartarate precursor method | |
RU2392227C1 (en) | Method of modified ultradisperse aluminium oxide powder obtainment | |
CZ2011332A3 (en) | Process for preparing synthetic structures based on lutetium-aluminium garnet (LuAG) |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | Patent lapsed due to non-payment of fee |
Effective date: 20220510 |