Video在线视频

我们看一下氧化铝制备过程中

文献中报道合成的规律

跟前面讲的缩合有什么关系

可以看到销酸铝加入氢氧化钠溶液里面

在pH6-7的时候发现它得到不是沉淀

而是一种胶体就是透明的胶体

同时这种胶体本身它不稳定的

然后如果再改变pH它可以得到

不同晶相结构的前驱体

PH值在6.7 这时候可能会得个勃姆石

然后如果进一步降低PH值或增高PH值

就得到氢氧化铝

很显然勃姆石和氢氧化铝结构肯定是不一样的

这里给大家看就是看到特点就是

pH在6-7的条件下

这里面溶解速度是最低的 它沉淀是最多的

如果是小于5大于8的时候

铝的浓度是另外一个值

可以看到改变pH就改变它的沉淀的状态

而且沉淀的状态取决于聚合阳离子的结构

具体到聚合阳离子是结构

可以看到6-7的时候

这个铝石上的结构刚才讲的是发生重组

组成了 具有fcc面心立方的拟薄石的结构

它是能够稳定生成的

如果是小于5或大于8的条件下

它反而是发生 解聚的状态

解聚状态 这个时候是

以羟基配体的形式存在 比如大于8的时候

这样最终会生成类似的羟基的配置

这是氢氧化铝的沉淀

就实际上是刚刚说的这个状态就是

生成了大量的氢氧化铝的沉淀

我们来看一下这种羟基配体与pH的影响

我们说了这种生成的类似的氢氧化铝

PH小于5跟PH大于8都说能够生成这个

再来看一下小于5跟大于8它还有什么样区别

刚刚说的

水和铝的水合配体跟铝的水合配体两个两个相连

连成这种环状的或一定结构

在小于5的条件下

是生成这样的结构 大于8是生成这样的结构

大家看都是一种层状结构 似乎没有区别

但是如果看它堆积方式 实际上是存在很大区别的

这个是一种生成这种结构单元是

ABBA对称两个相连的片层之间

氧对氧之间是对称的

而这里面是ABAB就是氧和铝之间是对称的关系

这样就可以得到 完全两种不同的堆积结构

产品是不一样的 虽然结构单元一样

pH值的影响可以看得出来

它的影响是非常大的

最终会得到勃姆石和拟薄水铝石的结构

从x射线衍射上的结果可以看到它结构是不一样的

后续的肯定比表面积

孔容 孔径肯定会存在很大的差别

这就体现出来了

水合缩合反应魅力就是要得到不同规格的前面介绍

氧化铝 氧化硅

工业上要求有一定的 比表面积 孔结构 孔容孔径的要求

反应不一样

要求不一样

这个时候话就要去找市面上不同结构的氧化铝催化剂

它们怎么得到了

今天学到这儿应该就知道可以通过很简单的沉淀反应

而这沉淀反应怎么来控制实验

实际很简单 控制改变

浓度还有温度还有 pH值就可以实现的

这就是我们说的

缩合反应的非常重要的用途

我们通过氧化铝来制备的例子给大家

详细的展示出来了

然后接下来再看一下氧化铝制备

除了前面讲的pH值影响

刚才也说了温度的影响

那来看一下温度影响

可以看到如果温度在比较高的条件下

前面讲的是室温条件

如果在80到140度条件下

如果是在酸性条件下会发现

它也可以生成前面讲的672勃姆石的结构

把这种叫做热水解的反应

来具体看一下前面讲

为什么是热水解的反应

知道氧化铝本身是 三价的

一般来说只有+4价才出现这样类似的

水解过程 相当于羟基配体

如果进行不加热 前面在讲

z小于4 小于4的时候

要让它ΔG小于0 通过加热的方式

通过加热的方式就可以得到

结构够稳定的勃姆石的结构

可以看一下具体发生了反应

在pH较低的条件下 结构单元是铝氢氧根离子

铝氢氧根 氢氧化铝

它在pH值降低或者在高温条件下

它会进一步的分解

分解完铝2变成铝4

Al4O(OH)的结构再进一步

变化就成了

AlOOH的结构的单元 看到这样的发展的过程

给大家总结一下就是对于这种

金属水合离子阳离子水合物

它主要用的是羟连的作用来控制产物

一般来说都要考虑到温度的影响

特别是学完这缩合反应 大多数人可能会强调

pH值的影响 而往往会忽略的温度的影响

之所以会给大家强调这温度影响是因为

在沉淀中或在溶胶-凝胶法中

我一直在强调操作是老化的作用

还有烘干

但是在传统的教科书里面

会把老化当作物理过程

但实际上这过程中

今天学的温度影响一定要清醒的认识到

这老化实际上不仅仅是物理的变化过程

它本质上还是 化学反应

这个希望大家一定要注意

这里给大家引用了文献里面

介绍铜的合成

因为这个铜催化剂

是在铜锌氧化铝合成过程中

要考虑到铜如何跟锌生成稳定的或是均匀的分布

这个时候有很多时候在Cu-ZnO制备过程中

就考虑到老化的影响

这里面做的是氢氧化铜变成类似勃姆石结构

怎么实现

实际上就利用了老化 温度的影响来实现它的

类似有特定结构的氢氧化铜的结构的生成

我们以这张幻灯片片子来结束

阳离子的缩合反应

希望大家除了在讲到缩合反应的时候关注pH值影响

一定要注意到温度对羟联反应得到氢氧化物沉淀

是有非常重要的作用

特别是把老化过程也当作化学反应来理解

把它总结起来就是

阳离子沉淀制备氧化物

pH值是非常重要

影响水解反应的平衡速率

同时温度也会改变水解反应的平衡与速率

溶胶法 沉淀法 水热法甚至浸渍法制备催化剂

pH值的变化 原料浓度变化

原料混合顺序变化还有反应温度 老化温度等等这些

都应该从化学反应 缩合反应的角度去考虑或是去理解

如果从这角度上去理解这些问题

相信在后面学习

这些制备方法中可能会觉得

各种方法都存在非常密切的关联性

那么 所以我们给大家回答了非常重要的现象就是

在工业过程中 如果我们更多的去接触工业上

工业界做催化剂制备开发的技术人员

往往他们会说

我们这些催化剂制备都是一些经验积累

这是因为水解反应的这些平衡或速率

一般是很难去监测或是很少有人去观察

今天希望大家学完这

要知道工业上

有很多看似是个经验积累

实际上它有非常深刻的

非常基本的化学反应的基本原理

希望大家要更理性的来看待

一些催化剂的制备条件的优化或是经验的取舍的问题