Формирование структуры псевдобемита в системе Al_x(An)₃–NH₄OH–H₂O

Гидратированный оксид алюминия широко используется в различных сферах деятельности – от производства катализаторов до медицины. Известны различные модификации гидратированного оксида алюминия – гиббсит, байерит, нордстрандит, псевдобемит, бемит. Определенный интерес представляет способ получения Al 2O3 ⋅ nH2O со структурой псевдобемита, который относится к высокодисперсному гидроксиду алюминия с развитой удельной поверхностью. Исследовано влияние концентрации, природы соли алюминия, температуры и продолжительности старения на фазовый состав, свойства образующихся осадков гидратированного оксида алюминия и его структурно-адсорбционные характеристики. Показано, что коэффициенты фильтрации осадков, полученных в сульфатных, нитратных, хлоридных растворах при нейтрализации аммиаком, находятся на уровне 6,7 · 10–5– 7,8 · 10–7 м/с. Установлено, что из хлорид- и нитратсодержащих растворов с концентрацией аниона 1,8 моль/л фор­ мируется слабо окристаллизованный псевдобемит, в то время как из сульфатсодержащего раствора той же концентрации – рентгеноаморфный материал. При разбавлении сульфатсодержащей системы до концентрации 0,9 моль/л SO 4 2– происходит образование окристаллизованного псевдобемита, а до концентрации 0,3 моль/л SO42– – гиббсита. Понижение температуры старения осадков до 40 °С приводит к формированию слабо окристаллизованного псевдо­ бемита. Слабо окристаллизованный псевдобемит – порошкообразный продукт с частицами неправильной формы размером 20,0–50,0 мкм. Установлено, что удельная поверхность псевдобемита, полученного из сульфата алюминия, сравнительно выше, чем для образцов, полученных из растворов хлорида и нитрата алюминия, и составляет 407,41 м2/г. Это обусловлено наличием в нем пор диаметром, равным 3,826–4,544 нм, что в ≈1,5 раза меньше, чем для образцов, синтезированных из хлорида и нитрата алюминия.

1. Чукин, Г. Д. Строение оксида алюминия и катализаторов гидрообессеривания. Механизмы реакций / Г. Д. Чукин. – М. : Принта, 2010. – 288 с.

2. Роде, Е. Я. Физико-химическое изучение окислов и гидроокислов металлов / Е. Я. Роде // Журнал неорганической химии. – 1956. – Вып. 1. – С. 1430–1439.

3. Патент RU 2284297, МПК B01J 21/04 (2006.01). Способ получения псевдобемита : № 2001102976 : заявл. 02.02.01 : опубл. 27.09.06 / Йохансенс Кельд. – URL: https://patents.google.com/patent/RU2284297C2/ru (дата обращения: 23.03.2025).

4. Patent USA 4120943, C01F 7/02, C01F 7/34. Process for producing pseudobemite : № 751683 : filing date 17.12.76 : publ. date 17.02.78 / Toshiyuki Iwaisako, Naomi Yamaguchi, Hisao Yomogida. – URL: https://patents.google.com/patent/US4120943A/en (date of access: 23.03.2025).

5. Патент RU 2124478, МПК7 C0114 (2006.01). Способ получения гидроксида алюминия : № 96113071/25 : заявл. 01.07.96 ; опубл. 10.01.99 / Мельников В. Б., Вершинин В. И. ; заявитель Мельников Вячеслав Борисович. – URL: https://patents.google.com/patent/RU2124478C1/ru (дата обращения: 23.03.2025).

6. Дзисько, В. А. Основные методы получения активного оксида алюминия / В. А. Дзисько, А. С. Иванова // Известия Северного отделения Академии наук СССР. Серия химических наук. – 1985. – № 15. – С. 110–119.

7. Стайлз, Э. Б. Носители и нанесенные катализаторы. Теория и практика / Э. Б. Стайл. – М. : Химия, 1991. – 232 с.

8. Mulcahy, F. M. The effect of the isoelectric point on the adsorption of molybdates on fluoride-modified aluminas / F. M. Mulcahy, M. Houalla, D. M. Hercules // Journal of catalysis. – 1987. – Vol. 106, № 1. – Р. 210–215. https://doi.org/10.1016/0021-9517(87)90225-9

9. TSEFLAR™ – the centrifugal flash reactor for rapid thermal treatment of powdered materials / V. I. Pinakov, O. I. Stoyanovsky, Yu. Yu. Tanashev [et. al.] // Chemical Engeneering Journal. – 2005. – Vol. 107, № 1. – Р. 157–161. https://doi.org/10.1016/j.cej.2004.12.026

10. Патент RU 2749511, МПК C01F 7/02 (2006.01). Способ получения псевдобемита : № 2020133477 : заявл. 13.10.20 : опубл. 11.06.21 / Кибартас Д. В., Сенюта А. С., Баянов В. А., Серебряков М. А., Князев А. В., Максимова Ю. О. – URL: https://patents.google.com/patent/RU2749511C1/ru (дата обращения: 23.03.2025).

11. Патент RU 2234460, МПК C01F 7/02 (2006.01). Способ получения гидроксида алюминия псевдобитной структуры и гамма-оксида алюминия на его основе : № 2003114558/15 : заявл. 15.05.03 : опубл. 20.06.04 / Иванова A. C., Карасюк Н. В., Кругляков В. Ю., Танашев Ю. Ю., Мороз Э. М., Золотарский И. А., Пармон В. Н. – URL: https://patents.google.com/patent/RU2234460C1/ru (дата обращения: 23.03.2025).

12. Патент RU 2335457, МПК C01F 7/44 (2006.01). Способ получения гидроксида алюминия псевдобемитной структуры и гамма-оксида алюминия на его основе : № 2006140041/15 : заявл. 13.11.06 : опубл. 10.10.08 / Исупова Л. А., Харина И. В., Золотарский И. А., Пармон В. Н. – URL: https://patents.google.com/patent/RU2335457C2/ru (дата обращения: 23.03.2025).

13. Павлова-Веревкина, О. Б. Получение и свойства стабильных золей гидроксида алюминия. Изучение процесса пептизации высокодисперсного гидроксида алюминия / О. Б. Павлова-Веревкина, Ю. Е. Рогинская // Коллоидный журнал. – 1993. – Т. 55, № 3. – С. 127–132.

14. Захарченя, Р. И. Влияние температуры на фазовый состав и свойства продуктов гидролиза алкооксидов алюминия / Р. И. Захарченя, Т. Н. Василевская // Журнал прикладной химии. – 1992. – T. 65, № 12. – C. 2707–2715.

15. Патент RU 2017714, МКИ C01B 25/36 (2006.01). Способ получения растворов алкоксидов металлов : № 5027201/04 : заявл. 20.05.93 : опубл. 20.05.94 / Соловьева Л. И., Ковсман Е. П., Сушкина Т. В., Яновская М. И., Дорохова О. А., Воротилов К. А. – URL: https://patents.google.com/patent/RU2017714C1/ru (дата обращения: 23.03.2025).