Fremstillingsmetoder af aluminiumoxid er hovedsageligt opdelt i to kategorier baseret på målkrystalformen og applikationskravene: industriel-skalaproduktion og laboratorie-/funktionaliseret tilpasning. Kerneveje omfatter Bayer-procesoprensning, høj-temperaturkalcineringsfasetransformation, sol-gelsyntese og hydrotermisk syntese.
Industriel mainstream: Bayer-proces + kalcineringsproces (produktion i stor-skala af -Al₂O₃)
Dette er kilden til cirka 95 % af verdens alumina og er velegnet til at udvinde høj-ren aluminiumoxid fra bauxit.
Råmaterialebehandling: Bauxit knuses og udvaskes med en høj-natriumhydroxidopløsning for at generere opløseligt natriumaluminat. Urenheder adskilles som rødt mudder.
Frøkrystalnedbrydning: Aluminiumhydroxidfrø tilsættes til den rensede natriumaluminatopløsning, og opløsningen afkøles og omrøres for at udfælde aluminiumhydroxid.
Kalcineringskonvertering: Aluminiumhydroxid kalcineres ved 950-1200 grader, dehydreres og omdannes til stabilt -Al₂O₃-pulver. Produktets partikelstørrelse og morfologi (f.eks. sfærisk eller søjleformet) kan styres ved at justere temperatur, tilsætningsstoffer (såsom fluorider) og formalingsmetoder.
Almindelige fremstillingsmetoder for -Al₂O₃ (aktiveret aluminiumoxid)
-aluminiumoxid er meget udbredt til katalyse og adsorption på grund af dets høje specifikke overfladeareal og porøse struktur. Dens forstadier er ofte boehmit eller boehmit.
Kalcinering af Boehmite: Boehmite (AlOOH) kalcineres ved 400-600 grader for at dehydrere og danne -Al₂O₃. For høj temperatur vil direkte omdanne det til θ eller fase.
Kemisk udfældning: Aluminiumsalte såsom aluminiumnitrat bruges som råmateriale. Ammoniak eller ammoniumbicarbonat tilsættes for at danne Al(OH)3-præcipitat, som derefter vaskes, tørres og kalcineres ved omkring 500 grader for at opnå -Al2O3.
Sol-gelmetode: Aluminiumalkoxider (såsom aluminiumisopropoxid) hydrolyseres til dannelse af en sol, som derefter geleres, tørres og kalcineres for at opnå høj-renhed -Al₂O₃ med en kontrollerbar porestruktur, velegnet til pulvere i nanoskala.
Karboniseringsmetode: CO₂ bobles ind i en natriumaluminat (NaAlO₂) opløsning for at danne boehmit, som derefter kalcineres for at opnå -Al₂O₃. Denne metode er lav-pris og velegnet til stor-industriel produktion.
