磷对活性氧化铝的稳定作用机理

通过NMR、XRD、DRIFT等手段,研究磷在氧化铝中的赋存方式,磷对活性氧化铝的稳定作用机理。磷在氧化铝中分布越均匀、结合越牢固,其稳定作用越强;磷的不同引入方式改变了氧化铝中铝离子的配位情况,六配位铝离子越多,活性氧化铝越稳定。磷在氧化铝表面以无定型态存在,改变了活性氧化铝表面羟基的数量及性质,抑制了氧化铝的脱羟基烧结和颗粒长大,提高了其热稳定性;磷在氧化铝体相以单磷酸盐形式存在,抑制了铝离子的体相扩散,从而提高了氧化铝的α相变温度。此外,在水蒸汽环境中,Al-OH被不易脱除的P-OH取代,故活性氧化铝的水热稳定性大幅提高。

在活性氧化铝中引入磷可以提高氧化铝的高温热稳定性,其中以5wt%的磷改性效果很好;1000℃以下,浸渍法制备的样品具有很好抗烧结性能;1000℃以上,凝胶法制备的G样品具有较好的热稳定性;用浸渍法和凝胶法在氧化铝中引入磷,使γ-Al2O3降低了表面碱性。采用磷化铝水解法制备体相晶胞磷改活性氧化铝,水解法制备氧化铝具有良好的高温热稳定性,α相变温度提高到1300℃,体相晶胞中“锚定”的1wt%左右的磷是其稳定的根本原因。磷在水解及煅烧过程中从-3价变至+5价,增加了氧化铝中的阴离子空位,从而提高了活性氧化铝的表面碱性。