作为化工原料中的重要成员之一，氧化铝已经在陶瓷、医药、吸附、催化剂等领域得到了广泛应用。目前已发现氧化铝存在至少 8 种以上的形态，其各自宏观结构性质也不尽相同。相比其它形态的氧化铝，被称为“活性氧化铝”的 γ-Al2O3 因具有孔结构可调、比表面积大、吸附性能好、表面活性和热稳定性好等优点，成为化工和石油工业中最广泛应用的催化剂或催化剂载体，在石油加氢裂化、加氢精制、加氢重整、脱氢及汽车尾气净化等反应过程中发挥着重要作用。
γ型活性氧化铝的制备
γ-Al2O3 一般是通过其前体拟薄水铝石在400～600℃下热处理获得的，不同原料制备的拟薄水铝石导致 γ-Al2O3 的多样性。
1.酸沉淀法
首先酸中和碱性铝酸盐溶液得到 Al(OH)3沉淀，然后依次经成胶、老化、过滤、洗涤、干燥等过程制备拟薄水铝石，最后经高温活化得到γ-Al2O3。碱性铝酸盐一般为铝酸钠，所用的酸可以是强酸（HNO3，H2SO4等），也可为弱酸（NH4HCO3，NaHCO3等）及CO2等。常用的硝酸法可生产出孔径分布窄、成型好的拟薄水铝石。
优点：工艺较简单，重复较好，比表面积较大，环境污染较小。
缺点：反应体系稳定性较差，产品质量易波动，完全除去杂质阴离子较困难。
2.碱沉淀法
首先碱中和酸性铝盐溶液得到 Al(OH)3沉淀，然后依次经成胶、老化、过滤、洗涤、干燥等过程制备拟薄水铝石，最后经高温活化得到γ-Al2O3。常用的铝盐有Al2(SO4)3，Al(NO3)3，AlCl3等，常用的碱沉淀剂有NaOH，NH3·H2O，NaAlO2，Na2CO3等。其中，双铝法因原料 NaAlO2 和 Al2(SO4)3均可提供铝源，反应效率高、生产成本较低，是目前我国生产炼化催化剂，尤其是加氢催化剂主要采用的技术路线。
优点：得到的产品质量较稳定，杂质易去除。
缺点：对原料的纯度要求较高，完全除去杂质阴离子较困难。
3.醇铝水解法
醇铝水解法是直接用Al和醇溶液反应得到醇铝，再水解制备Al2O3·H2O，经过老化、过滤、干燥等过程得到拟薄水铝石，最后经煅烧得γ-Al2O3。醇铝水解后的醇溶液经处理后可循环使用，但醇类等有机物具有一定毒性，目前国内一般仅用于生产高纯特种氧化铝。
优点：纯度高，产品晶型好，孔结构容易控制。
缺点：成本高，价格贵。
4.碳化法
碳化法是利用CO2和NaAlO2反应，制备出活性氧化铝载体。即在NaAlO2溶液中通入CO2，通过改变偏铝酸钠溶液的浓度、温度等条件，制备出性质不同的拟薄水铝石，最后经高温煅烧得到γ-Al2O3。
旋转填料床（超重力）碳化法工艺流程图（PB为拟薄水铝石）
碳化法可依托铝厂已有资源，是目前工业生产拟薄水铝石成本最低的工艺路线之一，但受限于杂晶的产生，其成胶效率一般控制在较低水平。
γ型活性氧化铝的性质与用途
γ-Al2O3晶体结构中的氧离子近似为立方面心紧密堆积，Al3+不规则地分布在由氧离子围成的八面体和四面体空隙之中。根据γ-Al2O3的结构特点，有以下用途：
1.作催化剂载体
拥有高比表面积、强表面吸附性的γ-Al2O3，在催化剂工业中常用作负载活性组分的传统载体。γ-Al2O3对催化剂的活性及选择性有重要影响，被广泛用于石油化工催化、汽车尾气净化、工业废弃还原等方面。在石油化工中，γ-Al2O3载体占催化剂载体用量的绝大部分，比其他催化剂载体总量还略多一些。
活性氧化铝应用于石油领域的催化剂载体
2.直接作催化剂
由于γ-Al2O3具有非常明显的吸附剂特征，并且能够活化许多键，如H-H，C-H键等，因此在化学反应体系中，可直接作活性催化剂。γ-Al2O3表面具有良好的酸-碱性，因此本身就是一种极好的催化剂。在石油炼厂中，γ-Al2O3的主要用途是除去各种过程中的不良组分，保护炼油厂的设备，提高产品质量，这也是γ-Al2O3催化剂的最大用途。在烃类裂化，醇类脱水制烯和醚、脱除等反应中可将其作为活性催化剂加入反应体系中。乙醇在γ-Al2O3催化剂存在下发生脱水反应，260℃下主要生成乙醚，300℃以上生成乙烯。
3.用作吸附剂
γ-Al2O3有多孔性，高比表面积等特点，可成为吸附力极强的吸附剂。如γ-Al2O3可以与废水中的杂质等充分接触，将这些杂质最大限度地吸附在它的表面以将杂质去除干净；也可以有效吸附水中的磷，从而有效降低水体的富营养化；对氟有很强的吸附性，主要用于高氟地区饮用水的除氟，是工厂专用除氟剂。
活性氧化铝除氟设备
参考文献
1.唐国旗，张春富，孙长山等. 活性氧化铝载体的研究进展（化工进展）。
2.冯颖. 纳米γ-Al2O3在工业设计中的应用研究（当代化工）。
3.杨永佳等：大孔拟薄水铝石和 γ-Al2O3 载体制备研究进展（过程工程学报）
粉体圈 小王
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