- Kết cấu
- Danh pháp
- Tính chất
- Tình trạng thể chất
- Trọng lượng phân tử
- Độ nóng chảy
- Tỉ trọng
- Độ hòa tan
- Các tài sản khác
- Thu được
- Sử dụng trong gốm sứ
- Sản xuất gốm phốt phát nhôm
- Sử dụng khác
- Trong việc lấy bê tông
- Trong xi măng nha khoa
- Trong vắc xin
- Là chất chống cháy trong polyme
- Người giới thiệu
Các phosphate nhôm là một rắn vô cơ hình thành bởi một ion nhôm vào 3+ và một PO phosphate ion 4 3 . Công thức hóa học của nó là AlPO 4 . Nó là một chất rắn màu trắng có cấu trúc tinh thể tương tự như silica SiO 2 . Nó không hòa tan trong nước.
Nó có thể được lấy từ alumin (Al 2 O 3 ) và axit photphoric (H 3 PO 4 ). Nó cũng có thể thu được bắt đầu từ dung dịch nước của nhôm clorua (AlCl 3 ) và natri photphat (Na 3 PO 4 ).
Nhôm photphat AlPO 4 . Ondřej Mangl. Nguồn: Wikimedia Commons.
Phốt phát nhôm có nhiệt độ nóng chảy rất cao, đó là lý do tại sao nó được sử dụng rộng rãi như một thành phần của gốm chịu lửa, tức là gốm chịu được nhiệt độ rất cao.
Nó cũng được sử dụng như một chất kháng axit cho dạ dày, trong các hỗn hợp để sửa chữa răng và như một chất bổ trợ cho vắc xin, tức là, để kích thích phản ứng miễn dịch của cơ thể.
Một số bê tông chịu lửa có AlPO 4 trong thành phần của chúng, làm tăng tính chất cơ học và hỗ trợ nhiệt độ cao của loại xi măng này.
Nó đã được sử dụng như một lá chắn bảo vệ để ngăn các vật liệu dễ cháy như một số polyme nhất định bị cháy.
Kết cấu
AlPO 4 được tạo thành từ cation nhôm Al 3+ và anion PO 4 3- photphat .
Cấu trúc ion của nhôm photphat. Tác giả: Marilú Stea.
Phốt phát nhôm tinh thể còn được gọi là berlinit hoặc pha alpha (α-AlPO 4 ) và các tinh thể của nó tương tự như thạch anh.
Tinh thể berlinit tổng hợp (α-AlPO 4 ). DMGualtieri. Nguồn: Wikimedia Commons.
Pha alpha của nhôm photphat là chất rắn được tạo thành bởi một mạng lưới cộng hóa trị của tứ diện PO 4 và AlPO 4 xen kẽ và được liên kết bởi các nguyên tử oxy.
Cấu trúc này là đồng phân với silica, tức là nó có hình dạng giống như cấu trúc của silica SiO 2 .
Danh pháp
- Phốt phát nhôm
- Nhôm monophosphat
- Muối nhôm của axit photphoric.
Tính chất
Tình trạng thể chất
Chất rắn màu trắng kết tinh.
Trọng lượng phân tử
121,93 g / mol
Độ nóng chảy
1800 ºC
Tỉ trọng
2,56 g / cm 3
Độ hòa tan
Không tan trong nước
Các tài sản khác
Cấu trúc của AlPO 4 rất giống với cấu trúc của silica SiO 2 , vì vậy nó có nhiều tính chất vật lý và hóa học với nó.
Phốt phát nhôm là một vật liệu chịu lửa cao, tức là nó chịu được nhiệt độ rất cao mà không thay đổi trạng thái hoặc cấu trúc vật lý và không bị phân hủy.
Tinh thể AlPO 4 hoặc berlinit khi được nung nóng sẽ chuyển thành cấu trúc loại tridymite và sau đó là cấu trúc loại cristobalite, các dạng khác của hợp chất này giống như silica SiO 2 .
Phốt phát nhôm. Lãi suất hóa chất. Nguồn: Wikimedia Commons.
Thu được
Nhôm photphat AlPO 4 có thể thu được bằng phản ứng giữa axit photphoric H 3 PO 4 và nhôm Al 2 O 3 . Ứng dụng nhiệt độ là bắt buộc, ví dụ từ 100 đến 150 ° C.
Al 2 O 3 + 2 H 3 PO 4 = 2 AlPO 4 + 3 H 2 O
Nó cũng có thể thu được bằng cách cho dung dịch nước của nhôm clorua AlCl 3 với dung dịch nước của natri photphat Na 3 PO 4 :
AlCl 3 + Na 3 PO 4 = AlPO 4 + 3 NaCl
Sử dụng trong gốm sứ
Nhôm photphat AlPO 4 thường được tìm thấy trong thành phần của gốm sứ nhôm.
Gốm có hàm lượng alumin cao là một trong những vật liệu do độ cứng của nó nên được sử dụng trong các ứng dụng yêu cầu chịu tải trọng cao và các điều kiện khắc nghiệt.
Loại gốm này có khả năng chống ăn mòn, đối với môi trường nhiệt độ cao, với sự có mặt của hơi nước nóng hoặc khử khí quyển như carbon monoxide (CO).
Gốm nhôm cũng có độ dẫn điện và nhiệt thấp, đó là lý do tại sao nó được sử dụng để làm gạch chịu lửa và các bộ phận cách điện.
Lớp lót gạch chịu lửa có thể chứa nhôm phốt phát AlPO 4 . Những viên gạch này bảo vệ khỏi nhiệt độ cao. Alexknight12. Nguồn: Wikimedia Commons.
Vì nhôm photphat hình thành ở nhiệt độ thấp hơn nhiều so với silica SiO 2 , nên giá thành sản xuất rẻ hơn, đây là một lợi thế trong sản xuất gốm sứ phù hợp với các dịch vụ đòi hỏi khắt khe.
Sản xuất gốm phốt phát nhôm
Phèn chua Al 2 O 3 và axit photphoric H 3 PO 4 được sử dụng trong môi trường nước.
Độ pH hình thành ưu tiên là 2-8, vì có rất nhiều loại axit photphoric hòa tan, chẳng hạn như H 2 PO 4 - và HPO 4 2- . Ở pH axit, nồng độ của các ion Al 3+ cao, sinh ra từ sự hòa tan của alumin Al 2 O 3 .
Đầu tiên, một gel nhôm diphosphat trihydrogen AlH 3 (PO 4 ) 2 .H 2 O được tạo thành :
Al 3+ + H 2 PO 4 - + HPO 4 2- + H 2 O ⇔ AlH 3 (PO 4 ) 3 .H 2 O
Tuy nhiên, sẽ có lúc pH của dung dịch giảm xuống và trở nên trung tính, trong đó alumin Al 2 O 3 có độ hòa tan thấp. Lúc này alumin không hòa tan tạo thành một lớp trên bề mặt các hạt ngăn phản ứng tiếp tục.
Do đó cần tăng khả năng hòa tan của alumin và điều này đạt được bằng cách đun nóng nhẹ. Khi gia nhiệt đến 150 ° C, gel tiếp tục phản ứng với alumin Al 2 O 3 giải phóng nước và berlinit kết tinh (alpha-AlPO 4 ) được hình thành.
Al 2 O 3 + 2 ALH 3 (PO 4 ) 3 .H 2 O → Alpo 4 + 4 H 2 O
Berlinite liên kết các hạt riêng lẻ và tạo thành gốm.
Sử dụng khác
AlPO 4 được sử dụng như một chất chống axit, làm chất hấp phụ, làm rây phân tử, làm chất hỗ trợ xúc tác và làm lớp phủ để cải thiện khả năng chống ăn mòn nóng. Đây là các ứng dụng khác.
Trong việc lấy bê tông
Phốt phát nhôm là một thành phần trong bê tông chịu lửa hoặc chịu nhiệt.
Nó cung cấp các đặc tính cơ học và khúc xạ tuyệt vời cho các loại bê tông này, chẳng hạn như khả năng chống nhiệt. Trong phạm vi nhiệt độ từ 1400-1600 ° C, bê tông tế bào dựa trên nhôm phốt phát là một trong những vật liệu hiệu quả nhất như một chất cách nhiệt.
Nó không yêu cầu làm khô, sự cứng của nó đạt được thông qua một phản ứng tỏa nhiệt tự lan truyền. Có thể chuẩn bị gạch bằng vật liệu này với bất kỳ hình dạng và kích thước nào.
Trong xi măng nha khoa
Phốt phát nhôm là một phần của xi măng nha khoa hoặc vật liệu được sử dụng để chữa lành răng bị sâu.
Trong xi măng nha khoa, alumin được sử dụng như một chất điều hòa phản ứng axit-bazơ, trong đó tác dụng điều hòa là do sự hình thành nhôm photphat trên các phần tử của vật liệu khác.
Các loại xi măng này có khả năng chống nén và căng rất cao, đó là do sự hiện diện của nhôm phốt phát.
Xi măng nha khoa được sử dụng để chữa lành các lỗ sâu răng có thể chứa nhôm phốt phát. Tác giả: Reto Gerber. Nguồn: Pixabay.
Trong vắc xin
AlPO 4 đã được sử dụng trong nhiều năm trong các loại vắc xin khác nhau ở người để nâng cao phản ứng miễn dịch của cơ thể. AlPO 4 được cho là "chất bổ trợ" cho vắc xin. Cơ chế vẫn chưa được hiểu rõ.
Người ta đã biết rằng tác dụng kích thích miễn dịch của AlPO 4 phụ thuộc vào quá trình hấp phụ kháng nguyên vào tá dược, tức là trên đường mà nó bám vào. Kháng nguyên là một hợp chất khi xâm nhập vào cơ thể sẽ tạo ra các kháng thể để chống lại một căn bệnh cụ thể.
Các kháng nguyên có thể được hấp phụ vào AlPO 4 bằng các tương tác tĩnh điện hoặc bằng cách liên kết với các phối tử. Chúng được hấp phụ trên bề mặt của tá dược.
Người ta tin rằng kích thước của các hạt AlPO 4 cũng có ảnh hưởng. Kích thước hạt càng nhỏ thì phản ứng kháng thể càng lớn và kéo dài.
Vắc-xin có thể chứa nhôm phốt phát AlPO 4 để tăng hiệu quả. Tác giả: Tumisu. Nguồn: Pixabay.
Là chất chống cháy trong polyme
AlPO 4 đã được sử dụng như một chất chống cháy và ngăn chặn sự cháy hoặc cháy của một số polyme.
Việc bổ sung AlPO 4 vào một polyme polypropylene đã có sẵn chất chống cháy gây ra hiệu ứng hiệp đồng giữa cả hai chất làm chậm, có nghĩa là hiệu ứng này lớn hơn nhiều so với hiệu ứng của cả hai chất làm chậm cháy riêng biệt.
Khi polyme bị đốt cháy hoặc bị đốt cháy với sự có mặt của AlPO 4 , một nhôm Methotphat được hình thành sẽ thâm nhập vào bề mặt cháy và lấp đầy các lỗ và vết nứt trên bề mặt.
Điều này dẫn đến việc hình thành một lá chắn bảo vệ hiệu quả cao để ngăn chặn quá trình cháy hoặc đốt cháy polyme. Nói cách khác, AlPO 4 làm kín bề mặt bị cháy và ngăn không cho polyme cháy.
Với AlPO 4 , quá trình đốt cháy các polyme nhất định có thể bị chậm lại. Tác giả: Hans Braxmeier. Nguồn: Pixabay.
Người giới thiệu
- Abyzov, VA (2016). Bê tông chịu lửa nhẹ dựa trên chất kết dính nhôm-magie-photphat. Kỹ thuật thủ tục 150 (2016) 1440-1445. Được khôi phục từ sciricalirect.com.
- Wagh, AS (2016). Gốm sứ nhôm phốt phát. Trong gốm sứ phốt phát liên kết hóa học (Phiên bản thứ hai). Chương 11. Được khôi phục từ sciricalirect.com.
- Mei, C. và cộng sự. (2019). Chất bổ trợ cho vắc xin nhôm phốt phát: Phân tích thành phần và kích thước bằng các công cụ ngoại tuyến và nội tuyến. Comput Struct Biotechnol J. 2019; 17: 1184-1194. Đã khôi phục từ ncbi.nlm.nih.gov.
- Qin, Z. và cộng sự. (2019). Hiệu ứng rào cản hiệp lực của nhôm photphat trên polypropylene chống cháy dựa trên hệ amoni polyphosphat / dipentaerythritol. Vật liệu và Thiết kế 181 (2019) 107913. Được khôi phục từ sciricalirect.com.
- Vrieling, H. và cộng sự. (2019). Các hạt nano nhôm photphat ổn định được sử dụng làm tá dược cho vắc xin. Chất keo và bề mặt B: Biointerfaces 181 (2019) 648-656. Được khôi phục từ sciricalirect.com.
- Schaefer, C. (2007). Thuốc tiêu hóa. Thuốc kháng axit. Thuốc trong thời kỳ mang thai và cho con bú (Phiên bản thứ hai). Được khôi phục từ sciricalirect.com.
- Rouquerol, F. và cộng sự. (1999). Tính chất của một số chất hấp phụ mới. Trong Hấp phụ bằng bột và chất rắn xốp. Được khôi phục từ sciricalirect.com.