氧化鋁產(chǎn)品類型眾多，五花八門，例如市場(chǎng)上除了常見(jiàn)一些氧化鋁粉體等產(chǎn)品外，還有軟水鋁石、勃姆石、湃鋁石、薄水鋁石、擬薄水鋁石等等，剛?cè)胄谢蛘吡私獠簧畹娜丝吹竭@些名稱可能就和以前的小編一樣懵逼，氧化鋁還有這么多種？

其實(shí)它們都屬于廣大的“氧化鋁家族”，除了常規(guī)的氧化鋁外，還有很多屬于水合氧化鋁的類別，以下就跟著小編一起來(lái)了解一下吧~

水合氧化鋁的種類

水合氧化鋁可以簡(jiǎn)單理解為帶有結(jié)晶水的氧化鋁，通常用各種水合氧化鋁煅燒失水而獲得相對(duì)應(yīng)的氧化鋁晶體，因此它是一類非常重要的氧化鋁前驅(qū)體。水合氧化鋁的化學(xué)式為Al₂O₃·nH₂O，可以分為晶體和凝膠（低結(jié)晶水合氧化鋁）兩大類，晶體的結(jié)晶度要比凝膠的好。

1. 晶體型

晶體根據(jù)本身結(jié)構(gòu)中水分子數(shù)目的多少可以被分為三水合氧化鋁和一水合氧化鋁。

三水合氧化鋁（又稱氫氧化鋁）有三種晶型: α-Al₂O₃·3H₂O（英文名稱Gibbsite，又稱三水鋁石），β-Al₂O₃·3H₂O（英文名稱Bayerite，又稱湃鋁石），新β-Al₂O₃·3H₂O（英文名稱Nordshandite，又稱諾水鋁石）。

一水合氧化鋁（又稱羥基氧化鋁）有兩種晶型：γ-AlOOH（英文名稱Boehmite，又稱薄水鋁石、勃姆石或一水軟鋁石）和α-AlOOH（英文名稱Diaspore，又稱硬水鋁石）。

2. 凝膠型

水合氧化鋁凝膠結(jié)構(gòu)中不能確定水分子數(shù)目，通常有以下兩種：無(wú)定形膠(Amorphous)和膠型軟鋁石（也稱擬薄水鋁石pseudo-boehmite，簡(jiǎn)稱PB）。

近幾十年來(lái)，由于勃姆石和擬薄水鋁石在國(guó)內(nèi)外研究的比較多，其性質(zhì)具有代表性，用途十分廣泛，以下以這兩種水合氧化鋁為代表進(jìn)行詳細(xì)介紹。

勃姆石和擬薄水鋁石

1. 勃姆石

勃姆石（薄水鋁石、一水軟鋁石）是一類結(jié)晶不完全的水合氧化鋁，屬于正交晶系，具有層狀結(jié)構(gòu)。在每單一結(jié)構(gòu)層內(nèi)，由許多AlO₆八面體構(gòu)成，氧離子以立方密堆積排列在八面體的頂點(diǎn)，鋁離子位于八面體的中央形成雙層結(jié)構(gòu)，氫氧根位于層狀結(jié)構(gòu)的表面上，層與層之間由氫鍵連接在一起。

勃姆石的晶體結(jié)構(gòu)

勃姆石的微觀結(jié)構(gòu)

勃姆石具有如下的優(yōu)點(diǎn)：比較高的零點(diǎn)電荷和界面自由能、比較大的孔隙率和比表面積、比較好的分散性和膠溶性能等，主要用作制備γ-Al₂O₃的原料，近幾年在新能源鋰電池隔膜領(lǐng)域已成為應(yīng)用熱門。

擴(kuò)展閱讀：

勃姆石已逐漸在鋰電池隔膜領(lǐng)域替代氧化鋁

一文認(rèn)識(shí)勃姆石材料的制備方法、形貌及應(yīng)用

2. 擬薄水鋁石

擬薄水鋁石（假一水軟鋁石）是一類細(xì)小顆粒狀的具有薄的褶皺片層的結(jié)晶不夠完整的水合氧化鋁，其含水態(tài)為觸變性凝膠，具有比較大的孔容和比表面積等特點(diǎn)。擬薄水鋁石在400-700℃間焙燒一段時(shí)間后可以得到γ-Al₂O₃，而在1100-1200℃間煅燒卻可以得納米級(jí)α-Al₂O₃。

擬薄水鋁石微觀結(jié)構(gòu)

擬薄水鋁石和勃姆石具有相似的結(jié)構(gòu)，二者之間并無(wú)截然的分界線，兩者之間主要有以下兩點(diǎn)區(qū)別。一方面，兩者晶粒大小和結(jié)晶完整性不同，勃姆石的晶粒更大，結(jié)晶更完整一些；另一方面，兩者所含水量不一樣。擬薄水鋁石中具有三種不同類型的水，即依靠范德華力吸附在膠體粒子表面的表面吸附水、依靠氫鍵與膠體粒子結(jié)合在一起的層間結(jié)構(gòu)水和結(jié)合最為牢固的結(jié)晶水。然而，勃姆石卻只有層間結(jié)構(gòu)水和結(jié)晶水，沒(méi)有表面吸附水。因此，擬薄水鋁石也被稱為不完全脫水的勃姆石，常被視為結(jié)晶性不佳的勃姆石，正是由于以上的區(qū)別，造成了二者在物理性質(zhì)及應(yīng)用上極大的差異。

通常，將平均晶粒度小于10nm的產(chǎn)物視為擬薄水鋁石，大于50nm的產(chǎn)物視為薄水鋁石，在10~50nm時(shí)，視為薄水鋁石與擬薄水鋁石的中間產(chǎn)物，也可以把中間產(chǎn)物劃為擬薄水鋁石。

水合氧化鋁的應(yīng)用

1. 作為活性氧化鋁的前驅(qū)體

活性氧化鋁（如γ-Al₂O₃）具有豐富的中孔結(jié)構(gòu)及相對(duì)活潑的化學(xué)性質(zhì)，在 催化裂化（FCC）操作條件下，有很好的熱和水熱穩(wěn)定性，因此在催化劑中添加活性氧化鋁已成為改善基質(zhì)活性常用的方法。

擬薄水鋁石和薄水鋁石均為活性氧化鋁的前驅(qū)體，在FCC催化劑中起著不同的作用。以酸化擬薄水鋁石為黏結(jié)劑制備的催化劑具有孔結(jié)構(gòu)好、重油裂化能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)；含薄水鋁石的催化劑則具有較好的抗重金屬能力。

活性氧化鋁吸附劑/催化劑

2. 制備阻燃劑

氫氧化鋁（三水合氧化鋁）粉體因其具有填充、阻燃、消煙的功能且無(wú)毒無(wú)害，通常被視為塑料、不飽和聚酯、橡膠和其他有機(jī)聚合物的一種理想的阻燃劑填料。氫氧化鋁的阻燃機(jī)理：當(dāng)溫度超過(guò)200℃時(shí)，氫氧化鋁開(kāi)始吸熱分解并釋放三個(gè)結(jié)晶水，在250℃左右其分解率最大。

此反應(yīng)為強(qiáng)吸熱反應(yīng)，從而抑制聚合物溫度的升高，降低其分解率，且只產(chǎn)生水蒸氣，不會(huì)生成有毒有害氣體。

阻燃塑料

3. 制備氧化鋁粉體/陶瓷

水合氧化鋁經(jīng)過(guò)高溫煅燒可以獲得α-Al₂O₃，具有較高的熱化學(xué)穩(wěn)定性、熱強(qiáng)度、抗蠕變性、介電性能及較低的熱膨脹系數(shù)，通常用來(lái)制備氧化鋁陶瓷，也可以作為功能添加劑，廣泛應(yīng)用于各行業(yè)。

在陶瓷合成過(guò)程中，氫氧化鋁活化和控制結(jié)晶過(guò)程，從而達(dá)到控制復(fù)合材料的相形成。通過(guò)調(diào)控勃姆石前驅(qū)體的制備工藝，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)最終產(chǎn)物氧化鋁的微觀組織與性能的控制，也成為制備納米氧化鋁的研究熱點(diǎn)之一。

氧化鋁陶瓷

4. 作為催化劑/藥物載體

水合氧化鋁由于通常結(jié)晶度不完整，會(huì)具有一定的孔隙率和大的比較面積，可以在制備過(guò)程中，通過(guò)控制反應(yīng)物溫度、濃度及pH等條件制備出不同比表面積、孔體積、孔結(jié)構(gòu)及晶體結(jié)構(gòu)的目的產(chǎn)物，能有效作為催化劑載體應(yīng)用于不飽和羰基化合物的加氫、制備富勒烯等。

由于無(wú)毒無(wú)害，且能中和胃酸，也可作為藥物載體將抗原吸附在表面，讓其緩慢釋放，達(dá)到延長(zhǎng)藥效的作用。

5. 作為鋰電隔膜材料

納米勃姆石的眾多特性，使其在鋰電隔膜的行業(yè)應(yīng)用中獨(dú)樹(shù)一幟。優(yōu)良的導(dǎo)熱性和阻燃性，可以有效解決鋰電池隔膜導(dǎo)熱的問(wèn)題，避免電池的自燃甚至爆炸；良好的疏水性則有利于提高電池的安全穩(wěn)定性；其硬度低，有利于降低機(jī)械加工成本。值得一提的是，勃姆石與有機(jī)物的相容性好，因此將勃姆石與有機(jī)物共混，應(yīng)用于鋰電池隔膜材料已成為熱點(diǎn)。

6. 其他應(yīng)用

氫氧化鋁在水中以 Al(OH)^4-為主，可以將污水中的有毒重金屬通過(guò)共沉淀的方法沉淀下來(lái)再經(jīng)過(guò)濾達(dá)到凈水的效果，又因?yàn)橛泻芨叩谋缺砻娣e，可以將污水中的膠體、懸浮固體、染料、有機(jī)物等吸附在表面。

因?yàn)闅溲趸X能夠大規(guī)模生產(chǎn)，原料充足，產(chǎn)品純度高，且易溶于酸堿。因此氫氧化鋁是制備鋁鹽的重要原料，如鋁酸鋇、硫酸鋁等。

當(dāng)擬薄水鋁石作為黏結(jié)劑應(yīng)用在催化劑的成型工藝中時(shí)，可以提供具有高機(jī)械阻力和較大粒徑的催化劑，從而簡(jiǎn)化了其在填充式反應(yīng)器中的使用。擬薄水鋁石也常用來(lái)制備γ-Al₂O₃涂層，可提高載體比表面積，有助于活性組分在載體中有效均勻地分布，是目前最常用的涂層材料之一。

在制備磷鋁分子篩和雜原子磷鋁系列分子篩時(shí)，在加入磷源和鋁源的時(shí)候最好同時(shí)加入氧源；另外，反應(yīng)之前的混合物應(yīng)該分散均勻，最好加入能夠溶于酸性溶液的鋁源。水合氧化鋁不僅可以提供氧源，還可以使反應(yīng)物混合均勻分散，因此通常優(yōu)先選擇水合氧化鋁作為鋁源。

總結(jié)

水合氧化鋁原料來(lái)源廣泛，由于結(jié)晶水的存在擁有有別于常規(guī)氧化鋁的結(jié)構(gòu)，因此可滿足一些特殊功能需求，十分有應(yīng)用前景。目前行業(yè)內(nèi)普遍關(guān)注的是孔容、比表面積等性質(zhì)，而勃姆石用于鋰電隔膜領(lǐng)域追求高純超細(xì)粉體的方向也值得關(guān)注，尋求更加高效、經(jīng)濟(jì)制備工藝至關(guān)重要，同時(shí)也不能忽視應(yīng)用研究。

資料來(lái)源：

1. 水合氧化鋁納米微晶的制備及應(yīng)用研究，溫俊磊（華南理工大學(xué)）；

2. 氫氧化鋁的制備方法及應(yīng)用，王凌云、童東紳、祝軍兵、俞衛(wèi)華、周春暉（浙江工業(yè)大學(xué)化學(xué)工程學(xué)院）；

3. 納米勃姆石粉體的制備與應(yīng)用研究進(jìn)展，盧楊、郝春來(lái)、戴晨晨、王復(fù)棟、李振、王晶（1. 營(yíng)口理工學(xué)院材料科學(xué)與工程學(xué)院；2. 大連交通大學(xué)，遼寧省無(wú)機(jī)超細(xì)粉體制備及應(yīng)用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室）；

4. 擬薄水鋁石的制備最新進(jìn)展及其應(yīng)用，楊晶鈴、燕溪溪、劉震、汪宏星、李志豪、應(yīng)思斌、王利軍（1. 上海第二工業(yè)大學(xué)能源與材料學(xué)院；2. 寧波聚才新材料科技有限公司；3. 浙江新化化工股份有限公司；4．復(fù)旦大學(xué)聚合物分子工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室）。

粉體圈小吉

本文為粉體圈原創(chuàng)作品，未經(jīng)許可，不得轉(zhuǎn)載，也不得歪曲、篡改或復(fù)制本文內(nèi)容，否則本公司將依法追究法律責(zé)任。