* Cấu trúc và tính chất của axit citric
Sử dụng axit citric làm chất tạo cấu trúc để hòa tan trong hỗn hợp boehmit nhằm mục đích tạo ra vật liệu γ – Al2O3.
Axit citric C6H8O7, công thức phân tử của axit citric là:
O O OH O OH OH HO
Axit citric có tên hệ thống là: 2- hydroxypropan -1,2,3- tricacboxylic. Ở nhiệt độ phòng, axit citric tồn tại ở dạng tinh thể màu trắng. Nó có thể tồn tại ở dạng khan hoặc ngậm một phân tử nước. Axit citric dạng ngậm nước có thể chuyển về dạng khan bằng cách gia nhiệt trên 740C. Các tính chất cơ bản của axit citric như sau:
- Khối lượng riêng : 1,665 g/cm3 - Nhiệt độ nóng chảy : 1530C - Nhiệt độ phân hủy : 1750C
- Tinh axit : pKa1 = 3,15 ; pKa2 = 4,77 ; pKa3 = 6,40.
* Cơ chế hình thành cấu trúc mao quản trung bình trên cơ sở axit cacboxylic
Phương pháp tạo khuôn bằng chất họat động bề mặt được xem là con đường tạo thành cấu trúc mao quản trung bìnhcó trật tự. Sau khi giải phóng chất hoạt động bề mặt bằng xửlý nhiệt, khoảng trống để lại của các mixen sẽ hình thành mao quản trung bình.
Axit citric có thể được sử dụng làm chất định hướng cấu trúc qua liên kết giữa axit citric và nguyên tử nhôm trên bề mặt của boehmit để hình thành cấu trúc mao quản trung bình. Bởi vì không gian được tạo thành bởi các phân tử axit citric trong hỗn hợp boehmit – axit citric không tỷ lệ với kích thước của mao quản hình thành, nên axit citric chỉ đóng vai trò như tác nhân định hướng cấu trúc, có tác dụng gây ra sự sắp xếp lại của các hạt boehmit trơ và các lớp boehmit đang đóng vai trò như là những viên gạch xây dựng nên cấu trúc mao quản trung bình.
Ảnh hưởng của chất tạo cấu trúc chủ yếu xảy ra trong giai đoạn sấy vì liên kết được hình thành bởi phân tử axit citric và boehmit tương đối yếu ở nhiệt độ phòng. Khi hỗn hợp được sấy ở nhiệt độ thích hợp, liên kết này được tăng cường và ảnh huởng không gian của axit citric đã liên kết có thể can thiệp vào sự sắp xếp của những dãy boehmit. Kết quả là sự sắp xếp có định hướng của những hạt boehmit có thể dẫn đến sự tạo thành cấu trúc mao quản trung bình kết nối không gian 3 chiều. Khi nung boehmit có thể chuyển thành pha tinh thể.