的磷酸铝是由铝离子所形成的无机固体3+和磷酸根离子PO 4 3-。其化学式为AlPO 4。它是白色固体,其晶体结构与二氧化硅SiO 2相似。不溶于水。
它可以由氧化铝(Al 2 O 3)和磷酸(H 3 PO 4)获得。也可以从氯化铝(AlCl 3)和磷酸钠(Na 3 PO 4)的水溶液开始获得。
磷酸铝AlPO 4。OndřejMangl。资料来源:维基共享资源。
磷酸铝具有很高的熔点,这就是为什么它被广泛用作耐火陶瓷,即耐高温陶瓷。
它也可以用作胃的抗酸剂,用于牙齿修复的混合物和疫苗的佐剂,即刺激人体的免疫反应。
一些耐火混凝土的成分中含有AlPO 4,从而增加了这类水泥的机械和高温支撑性能。
它已被用作防护罩,以防止诸如某些聚合物之类的可燃材料燃烧。
结构体
AlPO 4由Al 3+铝阳离子和PO 4 3-磷酸根阴离子组成。
磷酸铝的离子结构。作者:MarilúStea。
结晶磷酸铝也被称为磷铝矿或α相(α-的AlPO 4)和它的晶体是类似于石英。
合成铝矿的结晶(α-的AlPO 4)。DMGualtieri。资料来源:维基共享资源。
磷酸铝的α相是由交替并通过氧原子连接的PO 4和AlPO 4的四面体的共价网络形成的固体。
该结构与二氧化硅同构,即,具有与二氧化硅SiO 2相同的形状。
命名法
-磷酸铝
-一磷酸铝
-磷酸铝盐。
物产
物理状态
结晶白色固体。
分子量
121.93克/摩尔
熔点
1800摄氏度
密度
2.56克/厘米3
溶解度
不溶于水
其他性质
AlPO 4的结构与二氧化硅SiO 2非常相似,因此具有许多物理和化学性质。
磷酸铝是一种高耐火材料,也就是说,它能抵抗非常高的温度而不会改变其物理状态或结构,也不会分解。
加热时,结晶的AlPO 4或硅藻土会转变为鳞石英型结构,然后转变为方石英型结构,这是该化合物的其他形式,类似于二氧化硅SiO 2。
磷酸铝。化学利益。资料来源:维基共享资源。
取得
磷酸铝AlPO 4可通过磷酸H 3 PO 4与氧化铝Al 2 O 3的反应而获得。需要施加温度,例如100至150°C。
Al 2 O 3 + 2 H 3 PO 4 = 2 AlPO 4 + 3 H 2 O
也可以通过将氯化铝AlCl 3的水溶液与磷酸钠Na 3 PO 4的水溶液结合来获得:
AlCl 3 + Na 3 PO 4 = AlPO 4 + 3 NaCl
用于陶瓷
磷酸铝AlPO 4通常在氧化铝陶瓷的结构中发现。
氧化铝含量高的陶瓷是一种材料,由于其硬度高,可用于需要抵抗高负荷和恶劣条件的应用中。
这种类型的陶瓷具有抗腐蚀,抗高温环境,抗热蒸汽或还原性气氛(例如一氧化碳(CO))的能力。
氧化铝陶瓷还具有较低的电导率和导热率,这就是为什么它被用于制造耐火砖和电绝缘部件。
耐火砖衬里可能含有AlPO 4磷酸铝。这些砖可防止高温。亚历克斯·奈特12。资料来源:维基共享资源。
因为磷酸铝的形成温度远低于二氧化硅SiO 2,所以生产便宜,这在制造适合于苛刻服务的陶瓷中是一个优势。
磷酸铝陶瓷制造
在水性介质中使用氧化铝Al 2 O 3和磷酸H 3 PO 4。
优选形成pH为2-8,因为有溶解的磷酸物质,如H丰盈2 PO 4 -和HPO 4 2-。在酸性pH值下,由于Al 2 O 3氧化铝的溶解,Al 3+离子的浓度很高。
首先,形成水合二磷酸铝三氢AlH 3(PO 4)2.H 2 O 凝胶:
的Al 3+ + H 2 PO 4 - + HPO 4 2- + H 2 ö⇔的AlH 3(PO 4)3 ·H 2 ö
但是,有时溶液的pH下降而变成中性时,氧化铝Al 2 O 3的溶解性低。此时,不溶性氧化铝在颗粒表面上形成一层防止反应继续进行。
因此,必须增加氧化铝的溶解度,这是通过缓慢加热来实现的。在加热到150℃的凝胶继续与氧化铝的Al反应2 ö 3释放水和结晶铝矿(α-的AlPO 4)形成。
Al 2 O 3 + 2 AlH 3(PO 4)3.H 2 O→AlPO 4 + 4 H 2 O
硅藻土结合各个颗粒并形成陶瓷。
其他用途
AlPO 4用作抗酸剂,吸附剂,分子筛,催化剂载体和涂层,以提高抗热腐蚀性能。这是其他应用程序。
在获得混凝土
磷酸铝是耐火或耐热混凝土中的一种成分。
它为这些混凝土提供了极好的机械和折射性能,例如耐热性。在1400-1600°C的温度范围内,基于磷酸铝的多孔混凝土是最有效的绝热材料之一。
它不需要干燥,其硬化是通过自蔓延的放热反应实现的。可以准备任何形状和大小的这种材料的砖。
在牙科用水泥中
磷酸铝是牙科用水泥或用于治愈蛀牙的材料的一部分。
在牙科用水泥中,氧化铝用作酸碱反应的缓和剂,其中缓和作用是由于在其他材料的颗粒上形成了磷酸铝。
由于存在磷酸铝,这些水泥表现出非常高的抗压缩性和抗拉性。
用于治愈蛀牙的牙科用水泥可能含有磷酸铝。作者:Reto Gerber。资料来源:
在疫苗中
AlPO 4已在多种人类疫苗中使用多年,以增强人体的免疫反应。据说AlPO 4是疫苗的“佐剂”。该机制尚未被很好地理解。
已知AlPO 4的免疫刺激作用取决于抗原吸附到佐剂上的过程,即依赖于它粘附于佐剂的方式。抗原是一种化合物,在进入人体后会生成抗体来对抗特定疾病。
抗原可以通过静电相互作用或与配体结合而吸附到AlPO 4上。它们被吸附在佐剂的表面上。
进一步认为,AlPO 4的粒径也有影响。颗粒尺寸越小,抗体反应越大,持续时间越长。
疫苗可能含有磷酸铝AlPO 4以提高其效力。作者:Tumisu。资料来源:
作为聚合物中的阻燃剂
AlPO 4已被用作阻燃剂并防止某些聚合物燃烧或燃烧。
向已经具有阻燃剂的聚丙烯聚合物中添加AlPO 4会在两种阻燃剂之间产生协同效应,这意味着该效果远大于两种阻燃剂的协同效应。
当聚合物在AlPO 4的存在下燃烧或燃烧时,会形成偏磷酸铝,该铝穿透焦化的表面并填充表面的孔和裂纹。
这导致形成高效的防护罩,以防止聚合物燃烧。换句话说,AlPO 4密封了焦化的表面并防止了聚合物燃烧。
使用AlPO 4可以阻止某些聚合物的燃烧。作者:汉斯·布拉克斯迈尔(Hans Braxmeier)。资料来源:
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