Là vật liệu màu trắng ngà, không tan trong nước, tan trong axit, nhiệt độ cao chuyển sang dạng hình thù khác và khơng tan trong axit.
Dạng γ-Al2O3 được tạo thành khi nung Gibbsit, Bayerit, Nordtrandit và Boehmite ở nhiệt độ 450 - 600oC [4]. Tuy nhiên, γ-Al2O3 thu được từ quá trình nhiệt phân Boehmite, dạng thù hình của mono hydroxit nhơm là tốt nhất, chứa nhiều lỗ xốp có đường kính vào khoảng 30 - 120Ao, thể tích lỗ xốp 0,5 - 1cm3/g. Diện tích bề mặt phụ thuộc vào cả nhiệt độ nung và thời gian nung. Mơi trường khí khi nung cũng đóng vai trị quan trọng, tốt nhất là giàn đều sản phẩm thành lớp mỏng để nung.
Nhơm oxit ở dạng γ-Al2O3 có độ phân tán cao và cấu trúc khuyết, chủ yếu được dùng làm xúc tác trong cơng nghiệp chế biến dầu và hố dầu, làm chất mang và chất hấp phụ, chất xử lý nước chứa flo và asen… Ngồi ra, nhơm hydroxyt hoạt tính cịn được dùng trong dược phẩm. Việc sản xuất nhơm oxit và nhơm hydroxyt hoạt tính chất lượng cao, có hiệu quả kinh tế vẫn cịn là vấn đề cần nghiên cứu.
Trong công nghiệp nhôm oxit γ-Al2O3 thường được sử dụng làm chất mang cho xúc tác hai chức năng hoặc chất mang tương tác. Với vai trò làm chất mang tương tác, oxit nhơm hoạt tính tác dụng với các pha hoạt tính làm cho chúng phân tán tốt hơn đồng thời làm tăng độ bền cho xúc tác. Thực tế sự tương tác này tạo ra một bề mặt xúc tác tối đa so với chất mang, nghĩa là tương tác giữa xúc tác và chất mang có vai trị ngăn chặn sự chuyển động của các tinh thể chất xúc tác trên bề mặt chất mang.
Các phương pháp tổng hợp nhôm oxit
Nhơm oxit là loại vật liệu có ứng dụng rất rộng rãi trong nhiều q trình cơng nghệ ở quy mô công nghiệp như làm chất xúc tác, chất mang xúc tác hoặc chất hấp phụ trong công nghiệp ô tô và lọc dầu .Có nhiều phương pháp tổng hợp nhơm oxit
hoạt tính. Các phương pháp tổng hợp khác nhau tạo ra các nhơm oxit có cấu trúc xốp khác nhau.
Có 3 phương pháp tổng hợp nhơm oxit chính trong cơng nghiệp:
Phương pháp kết tủa: Nguồn nhơm được hịa tan trong dung dịch NaOH để
tạo thành dung dịch NaAlO2. Axit hóa dung dịch này bởi dung dịch axit tạo kết tủa. Lọc rửa và sấy kết tủa thu được boehmite. Nung boehmite ở chế độ thích hợp và tạo viên ta thu được nhôm oxit.
Phương pháp sol-gel: Trước tiên, nguồn nhơm alkocide được hịa tan trong
n-propanol bằng cách đun hồi lưu trong 3 giờ. Sau đó, hỗn hợp của nước, axit nitric và n-propanol được thêm từ từ vào dung dịch này cùng với việc khuấy mạnh. Gel tạo thành đuợc già hóa trong 3 ngày, lọc hết dung mơi mẫu thu được tiến hành sấy và nung, tạo viên thu được nhôm oxit.
Phương pháp sol-gel sử dụng chất tạo cấu trúc: Thực nghiệm tổng hợp theo
phương pháp này bao gồm các bước: polyme pluronic P123 đựợc hòa tan trong etanol tuyệt đối thu được dung dịch A. Điều chế dung dịch B gồm axit clohydric, etanol tuyệt đối, và nhôm tri-tert-butoxide đựoc điều chế. Sau đó 2 dung dịch được trộn lẫn với nhau và được khuấy mạnh. Sol đồng thể được già hóa, loại dung mơi, sấy nung ở nhiệt độ thích hợp thu được nhôm oxit.
Đề tài này nghiên cứu theo phương pháp kết tủa. Phương pháp này có quy trình đơn giản, ngun liệu sử dụng dễ tìm, có sẵn tại Việt Nam, giá thành thấp, rẻ hơn so với các phương pháp khác, phù hợp với điều kiện nền kinh tế Việt Nam, đặc biệt có thể triển khai trong cơng nghiệp.
Nhơm oxit thu được theo phương pháp này có diện tích bề mặt riêng 50 - 300m2/g, có mao quản phù hợp đảm bảo được các yêu cầu của chất mang và chất xúc tác trong cơng nghiệp hiện nay trong khi đó giá thành lại phù hợp với kinh tế của nền cơng nghiệp việt nam. Vì vậy, phương pháp này đang được nghiên cứu để điều chế nhơm hoạt tính có chất lượng cao có ứng dụng trong cơng nghiệp.