一、氫氧化鋁簡(jiǎn)介

氫氧化鋁是一種無(wú)機(jī)物，化學(xué)式Al(OH)₃，是鋁的氫氧化物。氫氧化鋁既能與酸反應(yīng)生成鹽和水又能與強(qiáng)堿反應(yīng)生成鹽和水，因此它是一種兩性氫氧化物。由于又顯一定的酸性，所以又可稱之為鋁酸（H₃AlO₃）。但實(shí)際與堿反應(yīng)時(shí)生成的是四羥基合鋁酸鹽（[Al(OH)₄]-）。因此通常把它視作一水合偏鋁酸（HAlO₂·H₂O），按用途分為工業(yè)級(jí)和醫(yī)藥級(jí)兩種。

無(wú)機(jī)阻燃劑有氫氧化鋁、氫氧化鎂、氧化鎂、三氧化二銻、四硼酸鈉等，其中氫氧化鋁是應(yīng)用最為廣泛的無(wú)機(jī)阻燃劑，它具有阻燃、消煙、填充的功能，尤其是經(jīng)過(guò)表面改性的超細(xì)氫氧化鋁，還可以提高材料的力學(xué)性能。

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二、氫氧化鋁制備方法

工業(yè)生產(chǎn)方法工業(yè)生產(chǎn)方法主要包括拜耳法和燒結(jié)法。

1、拜耳法全球每年開(kāi)產(chǎn)的鋁土礦石中，97%都用拜耳法處理得到氧化鋁。拜耳法包括兩個(gè)主要的過(guò)程：以苛性鈉溶液熱處理鋁土礦，使礦石中的氧化鋁生成偏鋁酸鈉，即：接著將冷卻后的鋁酸鈉溶液通過(guò)攪拌分解，再經(jīng)過(guò)濾分離獲得氫氧化鋁產(chǎn)物，即：而分解后的苛性鈉可以進(jìn)行循環(huán)使用。

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2、燒結(jié)法在工業(yè)制鋁中，燒結(jié)法適用于高硅的鋁土礦，即Al₂O₃/SiO₂＜7。

      燒結(jié)法的步驟包括以下幾個(gè)方面：

（1）將鋁土礦和碳酸鈉溶液按一定比例混合進(jìn)行燒結(jié)，其次,燒結(jié)過(guò)的鋁土礦再經(jīng)碳酸鈉溶液淋溶制備成鋁酸鈉；最后，將CO₂氣體通入到鋁酸鈉溶液中，生成氫氧化鋁。與此同時(shí)，苛性鈉轉(zhuǎn)變成碳酸鈉，可以重復(fù)使用于燒結(jié)過(guò)程。

（2）水熱法通過(guò)水熱法合成的氫氧化鋁純度高、粒徑小、分布均勻且晶形容易控制，操作簡(jiǎn)單，因此，在合成氫氧化鋁的過(guò)程中得到廣泛應(yīng)用。

（3）溶膠-凝膠法溶膠-凝膠法是當(dāng)前制備超細(xì)氫氧化鋁常用的一種方法。最普遍的溶膠凝膠法制備氫氧化鋁是將鋁鹽和醇鹽在水中水解，其機(jī)理分為兩步：-OR基團(tuán)先水解生產(chǎn)成-OH，接著氫氧化鋁再以沉淀形式析出。

（4）碳分法碳分法是以向偏鋁酸鈉溶液中通入CO₂氣體，將氫氧化鋁沉淀下來(lái)，通過(guò)調(diào)節(jié)pH值、CO₂濃度等控制產(chǎn)物大小及形貌的一種方法。

（5）微乳液法微乳液通常由表面活性劑、助表面活性劑、溶劑和水（或水溶液）組成。微乳液具有超低界面張力和很高的增溶能力等性能。用微乳液技術(shù)制備納米材料可以精確控制納米材料的晶體生長(zhǎng)過(guò)程，而且微乳液球包裹住晶體顆粒，有效阻止了納米顆粒的團(tuán)聚。

氫氧化鋁阻燃劑的優(yōu)勢(shì)

超細(xì)氫氧化鋁常溫下物理和化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，燃燒時(shí)不會(huì)產(chǎn)生二次污染，白度高，具有優(yōu)良的色度指標(biāo)。且納米氫氧化鋁不僅可提高阻燃聚合物的有限氧指數(shù)，增加阻燃性能，且有助于改善聚合物制品的表面光潔度和力學(xué)、電學(xué)性能，增強(qiáng)其抗漏電、耐電弧和耐磨損能力。另外，氫氧化鋁與其它阻燃劑的復(fù)合使用效果十分理想，能與多種物質(zhì)產(chǎn)生協(xié)同作用、不揮發(fā)、無(wú)毒、無(wú)腐蝕性，且資源豐富、價(jià)格相對(duì)低廉，是一種應(yīng)用廣泛的無(wú)機(jī)阻燃劑。

三、氫氧化鋁阻燃劑的阻燃機(jī)理

1、吸熱作用：在200-350℃脫水加熱，抑制聚合物的溫度升高；

2、稀釋作用：在橡膠、塑料及樹(shù)脂等有機(jī)高聚物中填充后，使復(fù)合材料中可燃性物質(zhì)的濃度下降；另外，ATH受熱分解后放出的水蒸氣稀釋可燃性氣體和氧氣的濃度，可有效減緩或阻止燃燒；

3、覆蓋作用：氫氧化鋁脫水后在可燃物表面生成Al₂O₃保護(hù)膜，隔絕氧氣，可阻止繼續(xù)燃燒；

4、碳化作用：阻燃劑在燃燒條件下產(chǎn)生強(qiáng)烈脫水性物質(zhì)（過(guò)渡態(tài)氧化鋁），使塑料碳化而不易產(chǎn)生可燃性揮發(fā)物，從而阻止火焰的蔓延。

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四、氫氧化鋁的應(yīng)用

1.化工原料

因?yàn)闅溲趸X能夠大規(guī)模生產(chǎn),原料充Chemicalbook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。

2.阻燃劑

氫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。即：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。

3.陶瓷

氫氧化鋁經(jīng)過(guò)高溫焙燒得到氧化鋁，而氧化鋁具有較高的熱化學(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)，是合成陶瓷的重要材料。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。

4.污水處理

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。氫氧化鋁又有很高的比表面積，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。

5.醫(yī)藥

氫氧化鋁能夠中和胃酸，且無(wú)毒無(wú)害，是治療胃病的傳統(tǒng)良藥。而將氫氧化鋁作為佐藥又能提高疫苗的免疫原性，其作用機(jī)理為將抗原吸附在氫氧化鋁表面，讓其緩慢釋放，達(dá)到延長(zhǎng)藥效的作用。

6.催化劑載體

由于氫氧化鋁在制備過(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。

7.造紙工業(yè)

氫氧化鋁具有高白度、超細(xì)的粒子大小、完整的晶型，并且與增白劑的配伍性能強(qiáng)。把它作為涂料及樹(shù)脂的添加劑，能有效的提高涂布紙的白度、不透明度、光滑度及著墨性。