Research index
Παραγωγή νάνο-κρυσταλλικού βαιμίτη από αργιλικά διαλύματα
Krestou
DSpace - NTUA (National Technical University of Athens)4 Mar 2013Open access
NobleIDark:/48914/w1/20260523/EC692FA2DOI10.26240/heal.ntua.1109
Παραγωγή νάνο-κρυσταλλικού βαιμίτη από αργιλικά διαλύματα
Krestou · DSpace - NTUA (National Technical University of Athens) · 2013
NobleIDark:/48914/w1/20260523/EC692FA2DOI10.26240/heal.ntua.1109
Free to read at the publisher
You can read the abstract here, or the full text at the publisher.
Abstract
Πρόδρομο υλικό για την παρασκευή γ-Al2O3, καθώς και όλων των υπολοίπων μεταβατικών ή ενεργών αλουμινών (η-, δ- και θ- Al2O3) που χρησιμοποιούνται σε καταλυτικές εφαρμογές, αποτελεί τόσο το υδροξείδιο του αργιλίου (γιββσίτης, γ-Al(OH)3) όσο και το οξυ-υδροξείδιο του αργιλίου (βαιμίτης, γ-AlOOH). Η απόδοση των προϊόντων αυτών ενισχύεται όταν παρασκευάζονται από νανο-δομημένες σκόνες. Τα διαλύματα που προκύπτουν κατά τη διεργασία Bayer είναι υπέρκορα αργιλικά διαλύματα (ΥΑΔ) και οδηγούν στη σύνθεση γιββσίτη. Ο γιββσίτης αυτός αποτελεί την κυρίαρχη πρώτη ύλη και συγχρώνως την παλαιότερη για την παρασκευή εμπορικών προϊόντων ενεργής αλούμινας, παρ’όλο που για τη μετατροπή του στις προαναφερθείσες ενεργές αλούμινες απαιτείται ο μετασχηματισμός του σε βαιμίτη. Στόχος της παρούσας διδακτορικής διατριβής, ήταν από τα διαλύματα αυτά να παραχθεί νανο-κρυσταλλικός βαιμίτης με ομοιογενή καταβύθιση (απουσία φύτρων) σε θερμοκρασία χαμηλότερη από 100οC. Για τα πειράματα χρησιμοποιήθηκε συνθετικό ΥΑΔ (γραμμομοριακού λόγου Na2O/Al2O3 ίδιου με τα διαλύματα Bayer). Το διάλυμα αυτό λειτούργησε ως μέσο εξουδετέρωσης διαλυμάτων οξεών, με αποτέλεσμα την καταβύθιση νανο-κρυσταλλικού βαιμίτη σε θερμοκρασίες 30-90οC, pH 5-7 και για χρόνους γήρανσης του προκύπτοντα πολφού στο μητρικό διάλυμα από καθόλου έως 48 ώρες. Από τα πειράματα αυτά, φάνηκε οτι τα ανιόντα που είναι παρόντα επηρεάζουν τις συνθήκες καταβύθισης, ενώ υπάρχει ένας βέλτιστος συνδιασμός Τ – pH - χρόνου γήρανσης για τον οποίο τα πρώτα κατακρημνίσματα νανο-κρυσταλλικού βαιμίτη είναι ταυτοποίησιμα, με την αύξηση της θερμοκρασίας να μειώνει το απαιτούμενο pH και το χρόνο γήρανσης για την ανάπτυξη των κρυστάλλων βαιμίτη. Μεταξύ διαφόρων οξέων, η εξουδετέρωση του HCl σε ατμοσφαιρικές συνθήκες, οδήγησε στην καταβύθιση βαιμιτών με μέσο μέγεθος κρυσταλλιτών της τάξης των 4 - 4,5nm, ειδικής επιφάνειας από 85 έως 171m2/g και με στενή κατανομή πόρων στο μεσο-πορώδες. Τα αντίστοιχα προϊόντα θερμικής επεξεργασίας (γ-Al2O3) αποτελούνταν επίσης από νανο-κρυστάλλους, παρουσίασαν ειδικές επιφάνειες από 180 έως 280 m2/g, μέσο-πορώδες καθώς και θερμική σταθερότητα μέχρι τους 900οC, ιδιότητες συγκρίσιμες με την γ-αλούμινα που προέρχεται από βαιμίτες που συντίθενται βιομηχανικά με τη μέθοδο Ziegler.