理学：用DD法定量分析γ型氧化铝

理学中国

2024.08.29 点击0次

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氧化铝

Al₂O₃

氧化铝（Al₂O₃）实际上有多种晶型，常见的主要分为三种：α型、γ型和δ型。此外，还有θ型、κ型、η型、χ型等其他晶型。不同晶型之间的差别在于它们的晶体结构和物理化学性质。

氧化铝（Al₂O₃）的不同的晶型之间可以通过加热或其他化学处理相互转化。这些晶型具体如下：

α型氧化铝：

最稳定的晶型，具有三方晶系。
高硬度和耐高温性，广泛用于磨料、耐火材料和陶瓷等领域。

γ型氧化铝：

属于立方晶系，具有高比表面积。
常用于催化剂载体和吸附材料。

δ型氧化铝：

属于立方晶系，具有高比表面积。
常用于催化剂载体和吸附材料。

θ型氧化铝：

是γ型氧化铝的转变中间相。
过渡态的晶型，在高温下会转变为α型。

κ型氧化铝：

介于γ型和α型之间的过渡相。
有时用于特定的高温应用。

η型和χ型氧化铝：过渡相晶型，存在于某些特殊的合成条件下。

γ-Al₂O₃

γ型氧化铝的应用领域

γ-Al₂O₃即氧化铝中的γ相（γ-Al₂O₃），是一种重要的催化材料和吸附剂，广泛应用于多个行业。以下是一些主要的应用领域：

1.催化剂载体：

石油化工：γ-Al₂O₃常用于石油精炼过程中的加氢脱硫、加氢裂化等反应的催化剂载体。它的高比表面积和良好的孔隙结构使其成为理想的催化剂载体材料。

2.吸附剂：

气体分离与净化：γ-Al₂O₃由于其良好的吸附性能，被广泛用于气体的分离和净化过程，如干燥剂、CO₂的吸附去除等。
环境保护：在污水处理和废气处理过程中，γ-Al₂O₃可用于吸附有害物质。

3.催化转化：

化工生产：在一些化学反应中，γ-Al₂O₃可作为催化剂参与反应，如烯烃的异构化、脱水反应等。

这些领域展示了γ-Al₂O₃的多功能性和广泛应用，在现代工业中具有重要地位。

γ-Al₂O₃一般是通过其前体拟薄水铝石在400～600℃下热处理获得的，不同原料制备的拟薄水铝石导致γ-Al₂O₃的多样性，由此需要对于生成的γ-Al₂O₃进行精准的测定，理学直接推导法能够快速精准的达成，下面就让我们进入这个主题吧！

什么是直接推导法？

DD method

直接推导法是一种基于 X 射线衍射的通用定量方法，它是一种革命性的技术，可以仅根据各晶相的化学成分数据计算重量比。它可应用于数量不限的任何混合状态的物质，从高结晶到低结晶，甚至无定形物质。

为什么用直接推导法？

DD method

在用X射线衍射法进行定量分析时，需要准确测定每个物相对应的峰的积分强度。但是，对于结晶性低的化合物，其衍射峰往往有较大的展宽，很难计算积分强度。理学专利的新定量分析方法——直接推导 (DD) 方法，基于单个成分的测量谱图来执行全谱拟合 (WPPF)。即使对于显示复杂衍射谱图的化合物也可以轻松执行全谱拟合，而这些化合物结构复杂或者是合成新材料，尚无晶体学结构参数，很难获得理论计算谱。

理学XRD

测量和结果

Al₂O₃具有多晶型，α型（高温型）结晶性高，γ型（低温型）结晶性低。分别制备了三种α-Al₂O₃/ γ-Al₂O₃混合物，α-Al₂O₃浓度为1%，10%和30％。以10°/分钟的速度测量2θ范围从5到120°。图1显示了所获得的X射线衍射图叠加，表1显示了三种混合物分析结果的R_wp，S值，制备值和定量值。结果表明，对于结晶性低的物相可以计算出准确的定量值。