استخراج گاما آلومینا ازکائولن های موجود در ایران به روش رسوب دهی در محیط متعارفی و امواج مافوق صوت

نوع مقاله: علمی ترویجی

نویسندگان

1 صنعتی سهند تبریز- دانشجو

2 عضو هیات علمی دانشگاه صنعتی ارومیه

3 عضو هیات علمی

4 کارشناس نظارت بر ساخت مواد شیمیایی

چکیده

گاما آلومینا دارای کاربردهای فراوان در فرآیندهای جذب، صنایع نفت، گاز و پتروشیمی برای تولید کاتالیست ها و پایه های آنها است. به دلیل محدودیت منابع آلومینیم، هدف تحقیق حاضر تولید گاما آلومینا از کائولن موجود در کشور به روش رسوب دهی است. ابتدا کائولن به متا کائولن تبدیل و سپس به کمک محلول اسیدی یون های آلومینیم استخراج شده است. برای تهیه پودر، رسوب دهی در شرایط نرمال و محیط التراسوند انجام و به کمک کلسیناسیون فاز گاما ایجاد گردید. برای ارزیابی سطح ویژه نیز بازدهی جذب عامل رنگزا ملاک عمل قرار گرفت. با انجام آزمایشات DTA-TG، FTIR، XRD، SEM و TEM ساختارهای شیمیایی و فیزیکی پودرها ارزیابی شد. نتایج بدست آمده نشان داد که سنتز گاما آلومینا در محیط التراسوند می تواند علاوه بر کاهش دما، موجب افزایش بازدهی جذب عامل رنگزا به میزان 20 درصد شده که می تواند ناشی از افزایش سطح ویژه باشد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Production of gamma alumina from Iranian kaolin by precipitation in normal and ultrasound conditions

چکیده [English]

Gamma alumina is widely employed in the petroleum industries as catalysts, catalytic supports and adsorbents. The present article was aimed to produce gamma alumina from Iranian kaolin because of limited sources of alumina. The powdered kaolin was converted into meta-kaolin by calcination and then leached to produce aluminum solution. Aluminum hydroxide was precipitated with ammonia from the leachate in the normal and ultrasound conditions. The powder of nano-sized gamma alumina was achieved after calcination. The specific surface area of powders was evaluated by adsorption of dye. Differential thermal analysis and thermogravimetry (DSC-TG), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), X-ray diffraction (XRD) and scanning and transmission electron microscopy (SEM and TEM) were applied to characterize the powders. The synthesis of gamma alumina in the ultrasound condition not only reduces calcination temperature but also increases the adsorption efficiency up to 20 % which is due to the improvement in specific surface area.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Gamma alumina
  • Kaolin
  • Precipitation
  • Calcination
  • Dye Adsorption
1. Sun Z., Li B. Hu P. Ding F. Yuan F., Alumina Ceramics with Uniform Grains Prepared from Al2O3 Nanospheres, Journal of Alloys and Compounds, Vol. 688, Part A, 2016, pp 933-938.
2. Schafföner S., Dietze C., Steffen Möhmel S., Fruhstorfer J., Aneziris C.G., Refractories Containing Fused and Sintered Alumina Aggregates: Investigations on Processing, Particle Size Distribution and Particle Morphology, Ceramics International, Vol. 43(5), 2017, pp 4252–4262.
3. Demsash H.D., Mohan R., Steam Reforming of Glycerol to Hydrogen over Ceria Promoted Nickel–Alumina Catalysts, International Journal of Hydrogen Energy, Vol. 41(48), 2016, pp. 22732–22742.
4. Xua J., Ibrahim, A.R., Hu X., Hong Y., Sua Y., Wang H., Li J., Preparation of Large Pore Volume γ-Alumina and Its Performance as Catalyst Support in Phenol Hydroxylation, Microporous and Mesoporous Materials, Vol. 231, 2016, pp 1–8.
5. Zhang Y.X., Jia Y., Preparation of Porous Alumina Hollow Spheres as an Adsorbent for Fluoride Removal from Water with Low Aluminum Residual, Ceramics International, Vol. 42(15), 2016, pp 17472–17481.
6. Digne, M., Sautet, P., Raybaud, P., Toulhoat, H., Artacho, E., Structure and stability of aluminum hydroxides: a theoretical study. The Journal of Physical Chemistry B, 106, 2002, pp 5155–5162.
7. Ray, J.C., You, K.S., Ahn, J.W., Ahn, W.S., Mesoporous Alumina (I): Comparison of Synthesis Schemes Using Anionic, Cationic, and Non-ionic Surfactants, Microporous and Mesoporous Materials, Vol. 100, 2007, pp 183–190.
8. Zhang  X., Li P., Yizhe Guo Y., Xiaomin Yang X., Yan T., Guo X., Li F., Preparation of Alumina Ultrafine Powders through Acrylamide, Starch and Glutaric Dialdehyde Mediated Sol–Gel Method, Ceramics International, Vol. 42(6), 2016, pp 6587–6594.
9. Jbara A.S., Othaman Z., Ali A. Ati A.A, Saeed, M.A., Characterization of γ- Al2O3 Nanopowders Synthesized by Co-Precipitation Method, Materials Chemistry and Physics, Vol. 188, 2017, pp 24–29.
10. Sharma A., Amita Rani A., Singh A., Modi O.P., Gupta G.K., Synthesis of Alumina Powder by the Urea–Glycine–Nitrate Combustion Process: A Mixed Fuel Approach to Nanoscale Metal Oxides, Applied Nanoscience, Vol. 4, 2014, pp 315–323.
11. Saikia N.J., Bharali D.J., Sengupta P., Bordoloi D., Goswamee R.L., P.C. Saikia, P.C. Borthakur, Characterization, Beneficiation and Utilization of a Kaolinite Clay from Assam, India, Applied Clay Science, Vol. 24, 2003, pp 93-103.
12. Yang H., Liu M., Ouyang J., Novel Synthesis and Characterization of Nanosized ϒ-Al2O3 from Kaolin, Applied Clay Science, 47, 2010, pp 438-443.
13. Salahudeen N., Ahmed A.S., Al-Muhtaseb A.H., Dauda M., Waziri S.M., Jibril B.Y., Synthesis of Gamma Alumina from Kankara Kaolin Using a Novel Technique, Applied Clay Science, 105-106, 2015, pp 170–177.
14. Shu Z., Li T., Zhou J., Chen Y., Yu D., Wang Y., Template-Free Preparation of Mesoporous Silica and Alumina from Natural Kaolinite and Their Application in Methylene Blue Adsorption, Applied Clay Science, 102, 2014, pp 33–40.
15. Banerjee S., Kumar Gautam R., Jaiswal A., Chattopadhyaya M.C., Sharma Y.C., Rapid Scavenging of Methylene Blue Dye from a Liquid Phase by Adsorption on Alumina Nanoparticles, RSC Advances, 5, 2015, pp 14425–14440.