Превращения оксида алюминия при различном давлении

СТ-19
Превращения оксида алюминия при различном давлении
водного флюида
Ивакин Ю.Д., Данчевская М.Н., Муравьёва Г.П.
Московский государственный университет им. М.В.Ломоносова, Москва, Россия
Ivakin@kge.msu.ru
Фазовые превращения в системе Al2O3-H2O при гидротермальной обработке обусловлены
температурными границами устойчивости фаз [1] (гидраргиллит до ~ 150°С, бемит и
диаспор - до 385°С, выше 385°С – корунд). В наших работах [2-4] по исследованию
превращений в гидротермальных или термопаровых условиях оксида или гидроксида
алюминия было установлено, что при 400°C и давлениях водного флюида 10-30 МПа
сначала образуется бемит (γ-AlOOH), который затем превращается в корунд (α-Al2O3).
Скорость превращения в значительной степени зависит от дефектности фаз и присутствия
микропримесей. Было обнаружено также, что оксид алюминия при температуре около
270° в атмосфере паров воды (при равновесном давлении 5,6 МПа) превращается сначала
в бемит, из которого затем с медленной скоростью может быть получен диаспор (αAlOOH) [5]. Кроме того, при температуре обработки оксида алюминия 400°С с
понижением молярного отношения водный флюид/Al2O3 до значений 1-0,7 вместо бемита
и корунда продуктом превращения становится частично гидроксилированный оксид
алюминия – тодит, 5Al2O3·H2O [6].
Настоящая работа посвящена исследованию механизма образования разных фаз в системе
Al2O3-H2O при различном давлении водного флюида. Установлено, что в описанных
условиях превращения протекают по твёрдофазному механизму. Подвижность
алюмокислородной матрицы определяется интенсивностью процессов гидроксилирования
– дегидроксилирования твердой фазы в условиях квазиравновесия с водным флюидом.
Различные факторы, влияющие на скорость этих стадий, определяют степень
гидроксилирования конечного продукта, скорость его образования, морфологию
кристаллов и их дефектность.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
A.W. Laubengayer, R.S. Weisz. J. Amer. Chem. Soc., 1943, 65, 247-250; G.C. Kennedy.
Amer. J. Sci., 1959, 257, 563-573; K. Torkar, H. Krischner. 6 Mitt. Mh. Chem., 1960, 91,
764-773.
V.B. Lazarev, G.P. Panasyuk, I.L. Voroshilov, G.P. Budova, M.N. Danchevskaya, S.N.
Torbin, Yu.D. Ivakin. Ing. Eng. Chem. Res., 1996, 35, 3721-3725.
M.N. Danchevskaya, Yu.D. Ivakin, S.N. Torbin, G.P. Panasyuk, V.N. Belan, I.L.
Voroshilov. High Pressure Research, 2001, 20, 229-239.
Ю.Д. Ивакин, А.И. Зуй, Г.П. Муравьева, М.Н. Данчевская. Вестн. Моск. ун-та.
Сер.2, химия, 2001, 42, 258-262.
Yu.D. Ivakin, M.N. Danchevskaya, S.N. Torbin, V.A. Kreisberg, L.F. Martynova.
Proceeding of the 7-th Meeting on Supercritical Fluids, 6-8 December 2000, Antibes,
France, 1, 525-531.
Yu.D. Ivakin, M.N. Danchevskaya, G.P. Muravieva. 7th Italian Conference on supercritical
fluids. June 13-16, 2004, Trieste, Italy, Proceeding Ts24.