氧化铝产品类型众多，五花八门，例如市场上除了常见一些氧化铝粉体等产品外，还有软水铝石、勃姆石、湃铝石、薄水铝石、拟薄水铝石等等，刚入行或者了解不深的人看到这些名称可能就和以前的小编一样懵逼，氧化铝还有这么多种？

其实它们都属于广大的“氧化铝家族”，除了常规的氧化铝外，还有很多属于水合氧化铝的类别，以下就跟着小编一起来了解一下吧~

水合氧化铝的种类

水合氧化铝可以简单理解为带有结晶水的氧化铝，通常用各种水合氧化铝煅烧失水而获得相对应的氧化铝晶体，因此它是一类非常重要的氧化铝前驱体。水合氧化铝的化学式为Al₂O₃·nH₂O，可以分为晶体和凝胶（低结晶水合氧化铝）两大类，晶体的结晶度要比凝胶的好。

1. 晶体型

晶体根据本身结构中水分子数目的多少可以被分为三水合氧化铝和一水合氧化铝。

三水合氧化铝（又称氢氧化铝）有三种晶型: α-Al₂O₃·3H₂O（英文名称Gibbsite，又称三水铝石），β-Al₂O₃·3H₂O（英文名称Bayerite，又称湃铝石），新β-Al₂O₃·3H₂O（英文名称Nordshandite，又称诺水铝石）。

一水合氧化铝（又称羟基氧化铝）有两种晶型：γ-AlOOH（英文名称Boehmite，又称薄水铝石、勃姆石或一水软铝石）和α-AlOOH（英文名称Diaspore，又称硬水铝石）。

2. 凝胶型

水合氧化铝凝胶结构中不能确定水分子数目，通常有以下两种：无定形胶(Amorphous)和胶型软铝石（也称拟薄水铝石pseudo-boehmite，简称PB）。

近几十年来，由于勃姆石和拟薄水铝石在国内外研究的比较多，其性质具有代表性，用途十分广泛，以下以这两种水合氧化铝为代表进行详细介绍。

勃姆石和拟薄水铝石

1. 勃姆石

勃姆石（薄水铝石、一水软铝石）是一类结晶不完全的水合氧化铝，属于正交晶系，具有层状结构。在每单一结构层内，由许多AlO₆八面体构成，氧离子以立方密堆积排列在八面体的顶点，铝离子位于八面体的中央形成双层结构，氢氧根位于层状结构的表面上，层与层之间由氢键连接在一起。

勃姆石的晶体结构

勃姆石的微观结构

勃姆石具有如下的优点：比较高的零点电荷和界面自由能、比较大的孔隙率和比表面积、比较好的分散性和胶溶性能等，主要用作制备γ-Al₂O₃的原料，近几年在新能源锂电池隔膜领域已成为应用热门。

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勃姆石已逐渐在锂电池隔膜领域替代氧化铝

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2. 拟薄水铝石

拟薄水铝石（假一水软铝石）是一类细小颗粒状的具有薄的褶皱片层的结晶不够完整的水合氧化铝，其含水态为触变性凝胶，具有比较大的孔容和比表面积等特点。拟薄水铝石在400-700℃间焙烧一段时间后可以得到γ-Al₂O₃，而在1100-1200℃间煅烧却可以得纳米级α-Al₂O₃。

拟薄水铝石微观结构

拟薄水铝石和勃姆石具有相似的结构，二者之间并无截然的分界线，两者之间主要有以下两点区别。一方面，两者晶粒大小和结晶完整性不同，勃姆石的晶粒更大，结晶更完整一些；另一方面，两者所含水量不一样。拟薄水铝石中具有三种不同类型的水，即依靠范德华力吸附在胶体粒子表面的表面吸附水、依靠氢键与胶体粒子结合在一起的层间结构水和结合最为牢固的结晶水。然而，勃姆石却只有层间结构水和结晶水，没有表面吸附水。因此，拟薄水铝石也被称为不完全脱水的勃姆石，常被视为结晶性不佳的勃姆石，正是由于以上的区别，造成了二者在物理性质及应用上极大的差异。

通常，将平均晶粒度小于10nm的产物视为拟薄水铝石，大于50nm的产物视为薄水铝石，在10~50nm时，视为薄水铝石与拟薄水铝石的中间产物，也可以把中间产物划为拟薄水铝石。

水合氧化铝的应用

1. 作为活性氧化铝的前驱体

活性氧化铝（如γ-Al₂O₃）具有丰富的中孔结构及相对活泼的化学性质，在 催化裂化（FCC）操作条件下，有很好的热和水热稳定性，因此在催化剂中添加活性氧化铝已成为改善基质活性常用的方法。

拟薄水铝石和薄水铝石均为活性氧化铝的前驱体，在FCC催化剂中起着不同的作用。以酸化拟薄水铝石为黏结剂制备的催化剂具有孔结构好、重油裂化能力强的优点；含薄水铝石的催化剂则具有较好的抗重金属能力。

活性氧化铝吸附剂/催化剂

2. 制备阻燃剂

氢氧化铝（三水合氧化铝）粉体因其具有填充、阻燃、消烟的功能且无毒无害，通常被视为塑料、不饱和聚酯、橡胶和其他有机聚合物的一种理想的阻燃剂填料。氢氧化铝的阻燃机理：当温度超过200℃时，氢氧化铝开始吸热分解并释放三个结晶水，在250℃左右其分解率最大。

此反应为强吸热反应，从而抑制聚合物温度的升高，降低其分解率，且只产生水蒸气，不会生成有毒有害气体。

阻燃塑料

3. 制备氧化铝粉体/陶瓷

水合氧化铝经过高温煅烧可以获得α-Al₂O₃，具有较高的热化学稳定性、热强度、抗蠕变性、介电性能及较低的热膨胀系数，通常用来制备氧化铝陶瓷，也可以作为功能添加剂，广泛应用于各行业。

在陶瓷合成过程中，氢氧化铝活化和控制结晶过程，从而达到控制复合材料的相形成。通过调控勃姆石前驱体的制备工艺，可以实现对最终产物氧化铝的微观组织与性能的控制，也成为制备纳米氧化铝的研究热点之一。

氧化铝陶瓷

4. 作为催化剂/药物载体

水合氧化铝由于通常结晶度不完整，会具有一定的孔隙率和大的比较面积，可以在制备过程中，通过控制反应物温度、浓度及pH等条件制备出不同比表面积、孔体积、孔结构及晶体结构的目的产物，能有效作为催化剂载体应用于不饱和羰基化合物的加氢、制备富勒烯等。

由于无毒无害，且能中和胃酸，也可作为药物载体将抗原吸附在表面，让其缓慢释放，达到延长药效的作用。

5. 作为锂电隔膜材料

纳米勃姆石的众多特性，使其在锂电隔膜的行业应用中独树一帜。优良的导热性和阻燃性，可以有效解决锂电池隔膜导热的问题，避免电池的自燃甚至爆炸；良好的疏水性则有利于提高电池的安全稳定性；其硬度低，有利于降低机械加工成本。值得一提的是，勃姆石与有机物的相容性好，因此将勃姆石与有机物共混，应用于锂电池隔膜材料已成为热点。

6. 其他应用

氢氧化铝在水中以 Al(OH)^4-为主，可以将污水中的有毒重金属通过共沉淀的方法沉淀下来再经过滤达到净水的效果，又因为有很高的比表面积，可以将污水中的胶体、悬浮固体、染料、有机物等吸附在表面。

因为氢氧化铝能够大规模生产，原料充足，产品纯度高，且易溶于酸碱。因此氢氧化铝是制备铝盐的重要原料，如铝酸钡、硫酸铝等。

当拟薄水铝石作为黏结剂应用在催化剂的成型工艺中时，可以提供具有高机械阻力和较大粒径的催化剂，从而简化了其在填充式反应器中的使用。拟薄水铝石也常用来制备γ-Al₂O₃涂层，可提高载体比表面积，有助于活性组分在载体中有效均匀地分布，是目前最常用的涂层材料之一。

在制备磷铝分子筛和杂原子磷铝系列分子筛时，在加入磷源和铝源的时候最好同时加入氧源；另外，反应之前的混合物应该分散均匀，最好加入能够溶于酸性溶液的铝源。水合氧化铝不仅可以提供氧源，还可以使反应物混合均匀分散，因此通常优先选择水合氧化铝作为铝源。

总结

水合氧化铝原料来源广泛，由于结晶水的存在拥有有别于常规氧化铝的结构，因此可满足一些特殊功能需求，十分有应用前景。目前行业内普遍关注的是孔容、比表面积等性质，而勃姆石用于锂电隔膜领域追求高纯超细粉体的方向也值得关注，寻求更加高效、经济制备工艺至关重要，同时也不能忽视应用研究。

 

资料来源：

1. 水合氧化铝纳米微晶的制备及应用研究，温俊磊（华南理工大学）；

2. 氢氧化铝的制备方法及应用，王凌云、童东绅、祝军兵、俞卫华、周春晖（浙江工业大学化学工程学院）；

3. 纳米勃姆石粉体的制备与应用研究进展，卢杨、郝春来、戴晨晨、王复栋、李振、王晶（1. 营口理工学院材料科学与工程学院；2. 大连交通大学，辽宁省无机超细粉体制备及应用重点实验室）；

4. 拟薄水铝石的制备最新进展及其应用，杨晶铃、燕溪溪、刘震、汪宏星、李志豪、应思斌、王利军（1. 上海第二工业大学能源与材料学院；2. 宁波聚才新材料科技有限公司；3. 浙江新化化工股份有限公司；4．复旦大学聚合物分子工程国家重点实验室）。

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