Mikä on aktivoitu alumiinioksidi?

Aktivoitu alumiinioksidi on alumiinioksidin muoto, joka on hyvin huokoinen ja sitoutuu tiettyihin nesteisiin ja kaasuihin ilman, että sen kemiallinen tai fysikaalinen muoto muuttuu. Suuren huokoisuutensa vuoksi sillä on suuri pinta -alan suhde painoon. Sitä käytetään yleisesti kuivausaineena, veden käsittelyssä ja katalysaattorina maakaasu- ja jalostustoiminnoissa.
Kuivausaine on aine, jolla on suuri affiniteetti veteen ja jolla on kuivaava vaikutus paikalliseen ilmakehään, kuten suljetun astian sisälle. Kuivausaineena aktivoitu alumiinioksidi toimii adsorptioprosessin avulla. Tätä ei pidä sekoittaa yleisemmin tunnettuun imeytymisprosessiin. Imeytyminen on fysikaalinen prosessi, jossa neste vedetään ja täyttää tyhjät tilat kiinteässä aineessa ilman sitoutumista siihen. Toisaalta adsorptio on prosessi, jossa kiinteän materiaalin huokosiin vedetty neste todella sitoutuu kemiallisesti kiinteän materiaalin kanssa.

Kun ne altistuvat aktivoidulle alumiinioksidille, ilmassa olevat vesimolekyylit sitoutuvat alumiinioksidiin, mikä johtaa kuivempaan ilmaan. Jos materiaalia kuumennetaan, se vapauttaa siihen sitoutuneen veden takaisin ilmaan. Tämä veden sitominen ja vapauttaminen voidaan toistaa loputtomasti, mikä tekee tästä materiaalista yhden yleisimmistä kuivausaineista.

Se voi myös adsorboida muita materiaaleja, kuten arseenia, fluoridia, kuparia ja lyijyä. Tämä kyky tekee siitä sopivan ehdokkaan käytettäväksi vedenkäsittelyoperaatioissa. Monissa tapauksissa se on kustannustehokkaampaa kuin huippuluokan laajamittainen vedenkäsittelylaitos. Aktivoitu alumiinioksidin vedenkäsittely on usein paras valinta maaseudulle ja pienille kunnallisille tiloille.

Pieniä määriä fluoridia pidetään yleisesti hyödyllisenä hampaiden terveydelle, ja joillakin alueilla fluoridia lisätään tarkoituksellisesti julkiseen vesihuoltoon. Suuria fluoridipitoisuuksia esiintyy kuitenkin joissakin paikoissa luonnollisesti pohjavedessä. Tämä aiheuttaa paikallisen ongelman, koska liiallinen fluorin kulutus voi johtaa fluoroosiin, rappeuttavaan luusairauteen. Joillakin alueilla arseenimyrkkyä esiintyy luonnossa myös vaarallisen korkeina pitoisuuksina. Molemmat aineet voidaan suodattaa juomavedestä hyväksyttävälle tasolle adsorboimalla aktivoitu alumiinioksidi.

Tätä materiaalia käytetään myös sadeveden valumisen, kaivosjätteen puhdistamiseen ja jo saastuneiden alueiden puhdistamiseen. Sadevesi voi kerätä liukoisia metalleja, kuten kuparia ja sinkkiä, teollisuusalueilta, kierrätyskeskuksista ja niin edelleen. Kaivostoimintaan liittyvät jätepaalut voivat uuttaa aineita, kuten lyijyä ja arseenia läheisiin vesistöihin. Myös pitkään saastuneita alueita etsitään korjattavaksi.

Kaikissa näissä tilanteissa aktivoitu alumiinioksidi voi olla kustannustehokas tapa poistaa ei-toivotut tai vaaralliset aineet ympäristöstä. Sen kyky sitoutua näihin aineisiin mahdollistaa niiden sieppaamisen vakaassa muodossa. Kun materiaali lopulta hävitetään, ei -toivotut aineet eivät liukene takaisin ympäristöön, vaan pysyvät sidoksissa alumiinioksidiin.
Maakaasutoiminnot, sulatto ja jalostamot käyttävät usein myös aktivoitua alumiinioksidia Claus -katalysaattorina. Kemiallisissa reaktioissa katalyytti on aine, joka nopeuttaa reaktiota vaikuttamatta itseensä. Aktivoitu alumiinioksidi toimii katalyyttinä prosessissa, joka ottaa talteen alkuainerikin rikkivetystä ja rikkidioksidista, joka on tuotettu teollisen toiminnan sivutuotteina. Tämä estää näitä jätesivutuotteita, jotka vahingoittavat riittävän suuria määriä, saastuttamasta ympäristöä.