Boehmite 101: Hanganga Kiriata, Nga Taonga, me te Kohuke

1. Kupu Whakataki

Ko te Boehmite, he mea matū ko te konumohe waikura waikura (AlO(OH)), ka tu hei waahanga kohuke tino rawe, tino whakahihiri, tino whai kiko i roto i te whanau oxyhydroxide konumohe whanui. Ahakoa ka mohiohia i te tuatahi e nga tohunga matawhenua runaruna me nga miihini maina maina he mea noa noa iho o te ore bauxite kua whakaritea mo te tangohanga konganuku konumohe tuku iho ma te tukanga Bayer, kua tipu te boehmite i roto i nga tekau tau kua hipa ki roto i te matū -uara motuhake, he kaikawe whakakorikori matatau, me te rauemi mahi matatau ki a ia ano. Ko ona ahuatanga hangahanga ahurei, te tino pai o te waiariki, te matū o te mata tino pai, me te ahua o te taiao pai kua tuu ki mua tonu o nga tono ahumahi hou, mai i te whakamahine petrochemical me te whakatikatika i te taiao ki te tapahi i nga waahanga haumaru o te pākahiko lithium me nga nanocomposites polymer teitei.

Ma te mohio ki te boehmite, me tino tirotirohia e te tangata, he torotoro hohonu putaiao mo te takenga mai o te kohuke, -te whirihoranga karaihe taumata ngota, te whanonga thermodynamic, me nga ahuatanga ahupūngao motuhake. I te mea kei te kaha haere nga umanga whakangao hou ki nga rawa motuhake e kaha ana ki te tu ki nga taiao mahi kino, ki te whai i nga ture haumaru o te ao, me te tino pai o te mahi, kua mau te boehmite i te aro nui o nga kairangahau matauranga, nga kaiputaiao rawa, me nga kaihanga ahumahi. Ko tenei tuhinga matawhānui e whakarato ana i te-hohonu, te tino tirohanga mo te boehmite, e ata tirotiro ana i te ahuatanga o te whenua, tona hanganga karaihe orthorhombic, ona whanonga tinana me te matū, me ona momo mahi ahumahi hou e whakau ana i tona uara ohaoha me te hangarau i roto i te ohanga rawa o te ao.

2. Mineralogy and Natural Occurrence of Boehmite

Horopaki Matawhenua me te Hanganga

Ko te Boehmite he kohuke tuarua tuarua ka puta te nuinga i roto i nga putunga bauxite, e noho ana hei puna arumoni tuatahi o te ao mo te whakarewa konumohe me nga momo matū konumohe -maha. Ka puta tuatahi mai i te kaha, te roa o te huarere matū o te konumohe -e mau ana i nga toka silicate, feldspars, me nga toka matua ngiha, metamorphic ranei i raro i nga ahuatanga o te rangi wera me te haurua, na roto ranei i te whakarereketanga o nga kohuke aluminosilicate tuatahi i raro i nga tikanga o te waiariki, te hohonu o te waiariki. I roto i te maha o nga hanganga bauxite huri noa i te ao, ka noho tahi te boehmite me etahi atu waiwai konumohe me te waikura, te nuinga o te gibbsite (Al(OH)3) me te diaspore (AlO(OH)). Ko te nui, te tioata, me te tohatoha mokowhiti o te boehmite i roto i te putea bauxite hei tohu ohaoha me te hangarau mo nga mahi maina arumoni, na te mea e hiahia ana te boehmite ki te kaha ake o te pāmahana, te pehanga, me nga tikanga nakunaku i te wa o te tukanga Bayer ahumahi ka whakaritea ki te gibbsite, e whakaawe tika ana i te hoahoa miihini tipu, te whakapau kaha, me te ohanga whakahaere katoa.

Te Tautuhinga me te Crystallography

Ko te kohuke, i kitea tuatahitia te boehmite me te whakamaaramatanga putaiao i te timatanga o te rautau rua tekau, i te mutunga ka whakaingoatia ki te ingoa o te tohunga kemu Tiamana rongonui a Johannes Böhm, nana nei i whakahaere nga rangahau hanganga paionia mo nga momo waiwai konumohe ma te whakamahi i nga tikanga whakamaarama X{0}}ray. I roto i te taiao, he iti noa te ahua o te boehmite kia rite ki te nui, -te hanga kia rite ki nga tioata kotahi macroscopic e ngawari ana te kohi ma te ringaringa, ma te wehe miihini ranei; engari, ko te tikanga he whakahiato microcrystalline, he papatipu oneone, he uku -rite nga wahanga matrix, he paninga whakamarumaru kakano ranei i roto i nga oka bauxite me nga whakaahua o muri. Ko nga tikanga tātari matatau, penei i te paura X-ray diffraction (XRD), teitei-whakawhitinga irahiko microscopy (TEM), scanning electron microscopy (SEM), me Fourier -transform infrared spectroscopy (FTIR), he mea tino nui mo tona tautuhi tika me te inenga, na te mea ka ngawari te ahua o te kohuke waiwai me etahi atu kohuke kohuke konumohe. Ma te mohio ki tana tohatoha maori ka awhina nga kaimatai whenua ki te whakatakoto tika i te ira o te bauxite me te awhina i nga miihini maina ki te arotau{10}}nga rautaki tukatuka ore puta noa i nga whare hanga konumohe o te ao.

3. Hanganga Kiriata o Boehmite

Anga Tioata Orthorhombic

I te taumata ngota, ko te hanganga karaihe o te boehmite e tautuhia ana e te punaha lattice orthorhombic, no te nuinga o te roopu mokowhiti Cmcm. Ko te hoahoanga o roto o te boehmite he mea tito he pepa rua, he paparanga octahedra ranei, kei reira nga katote konumohe pokapū e ruruku hangarite e ono katote hāora me te katote hydroxyl huri noa. I roto i enei pepa toroa, ka whakaritea nga ngota hāora me nga roopu hydroxyl i roto i te whirihoranga kiato, kati -, i te wa e noho ana nga katote konumohe i nga waahi waenga octahedral i waenganui ia ratou. Ko tetahi ahuatanga hoahoanga me te whakamaaramatanga o te kurupae karaihe a boehmite ko te whatunga whanui, tino ota o nga here hauwai kaha e mahi tika ana i waenga i nga rau octahedral tata. Ko tenei hononga hauwai takawaenga pakari e mau ana i te anga hangahanga, he nui ake te uaua o te miihini, te aukati matū, me te mauri o te waiariki ina whakaritea ki nga waiwaro konumohe penei i te gibbsite, he ngoikore ake te kaha o te hono hononga.

Whakataurite Hanganga me nga Polymorphs

He rite tonu te tiritiri a Boehmite ki te stoichiometry matū ki te diaspore, he mea whakarōpūhia hei waikura waikura konumohe me te tauira tohu AlO(OH), heoi ka whakatioatahia i roto i nga punaha tioata rereke katoa-he hanga orthorhombic te boehmite, ko te diaspore ka tioata i roto i te punaha monoclinic. Ko tenei polymorphism hanganga ka puta he tino rerekee te kiato-a-tinana, nga rererangi wehenga, nga uara pakeke, me nga whanonga thermodynamic. I tua atu, ina whakaritea tika ki te kohuke kohuke trihydroxide gibbsite (Al(OH)3), he iti rawa te wai o te boehmite mo ia ngota konumohe. Ko enei rereketanga o te tioata matua e tohu ana me pehea te urupare a ia kohuke ki te maimoatanga waiariki, e awe ana i te raupapa motuhake, raupapa o nga whakawhitinga wahanga ka puta i te wa e pa ana enei rauemi ki te wera nui i roto i nga miihini ahumahi, nga umu uku, me nga taputapu tātari waiariki taiwhanga.

4. Ahuatanga Ahupūngao o Boehmite

Ngaaahua me te Weahanga Whanonga

Ko tetahi o nga ahuatanga tino hirahira me te mahi arumoni o te boehmite ko te ahua matapae, -kua tuhia te whanonga waiariki. Ka tukuna te boehmite ki te whakawera haere tonu, ka puta he raupapa o nga huringa uaua, tino endothermic. I te pikinga o te pāmahana ki mua i te 300 nga nekehanga Celsius ki te 500 nga nekehanga Celsius, ka whakahekehia e te reanga karaihe ona roopu hydroxyl kua herea i te hanganga hei kohu wai ma, ka huri nahanaha ki nga momo alumina whakawhiti, penei i te gamma -alumina, delta-alumina, me te thetalumina{7}, ka huri i mua i te whakarewatanga. alpha-alumina i te tino teitei o te pāmahana neke atu i te 1100 nga nekehanga Celsius. Ko tenei tukanga whakamaroke waiariki, me tona kaha ki te tuku i te kohu wai ma ma te haumaru i raro i te ahotea, ka waiho te boehmite hei arai waiariki tino pai me te whakakī kore{11}}whakapaitini, kaiao -muara{13}}whakakī mo te waerau motuhake me te tono hiko.

Matū Mata me te Hohenga

E whakaatu ana a Boehmite i te matū o te mata, e tohuhia ana e te tino teitei o te horahanga mata, ina koa ka whakahiatotia ma nga huarahi rerenga waiariki motuhake hei whakaputa i nga matūriki nano -rahi, tioata kiko, sol boehmite colloidal ranei. Ko te mata o nga matūriki boehmite waihanga he nui te noho ki nga roopu hydroxyl tauhohe, e tuku ana i te ahua amphoteric motuhake e taea ai e ia te taunekeneke pai ki nga momo matū waikawa me nga momo matū taketake i roto i te otinga. I roto i te whakatārewatanga wai, ka taea e te boehmite te hanga i nga sol colloidal pukoro, he mea tino whakamahia i roto i nga ara tukatuka sol -rere mo nga karamu hangarau, paninga whakamarumaru, me te hanga kiriuhi. Ko enei whanonga colloidal ahurei, i honoa ki nga momo matūriki tino pai mai i te pereti -rite kiriataata ki te teitei-ahuatanga-ngira kikorangi owehenga, ka taea e nga kaiputaiao rawa te whakarereke i te boehmite mo te mana whakahaere rheological, te whakakaha ake i te kaha adsorption, me te tono whakahiato rerekee.

5. Te Hiranga Ahumahi me nga Tono Hou

Kaimua mo nga Konumohe Motuhake me nga Kaihanga

Ka noho a Boehmite hei kaamua ahumahi mo te hanga nui -tauine o nga alumina whakawhiti teitei-maamaa, te nuinga o te gamma-alumina. Ko enei konumohe whakawhiti he porosity, he hanga tika, me nga waahanga mata nui, na te mea he tautoko whakakorikori tuatahi e whakamahia nuitia ana i roto i te whakamaarama hinu hinu, kaitahuri waka, me nga tauhohenga whakahiato matū uaua. Ma te ata whakahaere i nga tawhā rerenga, nga tikanga tawhito, me te tukatuka waiariki o te boehmite precursors, ka taea e nga kaihanga matū te whakatikatika i te rahi o te pore, te tohatoha rahi o te pore toharite, te kaha pakaru miihini, me nga waahi mata waikawa ki te whakatutuki i nga tono uaua o te catalysis heterogeneous hou.

Nga Tono Ake i roto i te Rokiroki Pungao

I roto i nga tau tata nei, kua kitea e te boehmite tetahi tono hangarau nui -nui i roto i te rangai rokiroki hiko o te ao, inaa he rauemi whakakikorua matatau mo nga whakawehe i roto i nga pākahiko lithium-ion me te konutai{2}}ion. Nā te tino pūmautanga o te waiariki, te tino pai o te whakaraerae hiko, te mura-te mura, me te koretake matū, ka whakakikoruatia te paura boehmite tino pai rawa atu hei paparanga uku angiangi ki runga i nga whakawehe pākahiko polymer. Ko tenei paninga parakore whakamarumaru ka aukati i te whakahekenga whakawehe, te ara iahiko poto o roto, me te rere waiariki i raro i te -te wera nui o te taumahatanga whakahaere, te utu nui, te makuku-ranei tikanga kuhu, na reira ka tino whakanui ake i te haumarutanga, te pono, me te roanga o nga pākahiko waka hiko, matiti -nga punaha rokiroki hiko hiko, me nga taputapu hiko kawe.

Te Whakamuri mura me te Hangarau Nanomaterial

I tua atu i te rokiroki hiko me te whakahiato, kei te whakamahia te boehmite hei kaiao -hoahoa, halogen-kore mura i roto i nga kirihou -mahi teitei, nga raima papa iahiko kua taia, me nga rawa hanga matatau. Ina whakaurua ki roto i nga waerau i te utaina whakakii teitei, ko tana whakamaroketanga endothermic ka mimiti i te wera o te taiao me te waimeha i nga hau pyrolysis mura i te wa o te huihuinga ahi. I tua atu, ka horahia nga matūriki boehmite waihanga hei whakakī whakakī i roto i te nanocomposites polymer, raraku -panihi whatu ātete, me te kiriuhi filtration uku, e whakaatu ana i te kukuwhatanga whakamiharo o te pūhui mai i te taonga maina taketake ki roto i te hangarau teitei -whakaahua te ahu whakamua hangarau hou.

6. Whakamutunga

Ko te Boehmite (AlO(OH)) kua eke ki runga ake i tana whakamaramatanga tuku iho he mea poke noa te bauxite e kore e hiahiatia, he hua maina maina ranei kia noho hei kohatu kokonga i roto i nga mahi hangarau matū matatau, putaiao rawa, me nga hangarau hou. Ko tana hanganga karaihe orthorhombic ahurei, e tohuhia ana e te kaha o te hononga hauwai interlayer, e whakarato ana i te tino pai o te waiariki me nga huarahi huringa waahanga tino matapae. Ka honoa me tona rahinga mata motuhake, matū mata amphoteric, me nga taonga colloidal maha, ka taea e te boehmite te ahu whakamua hangarau nui puta noa i nga waahanga ahumahi. Mai i te mahi hei kaikamata tuatahi mo te -whakaongonga mahi teitei e tautoko ana ki te mahi hei paninga haumaru tino nui i roto i nga pākahiko lithium -ion hou me te kaiao -muara kaiao i roto i nga polymers waihanga, ka whakaatu te boehmite i te ahua o te kohuke kohuke turanga ki te whakahihiko me te akiaki i nga mahi auaha i roto i te ao ahumahi hou.