本课题采用铝型材厂工业污泥制备活性氧化铝吸附剂,属于固体废弃物的综合利用和变废为宝的项目。与常规制备方法相比,原料成本低且不需要经过氢氧化铝的制备过程,大大降低了生产成本,经济效益和社会效益十分显著。经国内外联机检索,至今尚未有利用铝型材厂工业污泥制备活性氧化铝吸附剂的专利和报道,属于国内外首次研究和具有自主知识产权的项目。工业污泥是铝型材表面去污,碱洗和阳极氧化过程产生的废渣,其主要成分是结晶不完整的氧化铝水合物,还有部分是无定形体,粒子超细,比表面积大,活性高且各种杂质含量符合制备活性氧化铝吸附剂的要求。本研究采用两种工艺制备活性氧化铝。一是直接煅烧工业污泥制备活性氧化铝:采用 XRD 法和 TEM 法表征各试样的晶相结构和显微结构;用氮吸附法测定各试样的比表面积和孔结构。晶相结构的测试结果表明:煅烧温度为 500℃～800℃时,试样的晶相结构符合要求。热处理对试样的比表面积和孔结构影响较大,在温度为 500℃时,试样的比表面积和孔容随保温时间的增加先增大后减小。600℃、700℃、800℃的试样的比表面积随着保温时间的增加而减小。600℃煅烧的试样的孔容随着保温时间增加先减小后略有增大,700℃、800℃煅烧的试样的孔容随着保温时间增加有略微增大。综合比较,适宜的煅烧温度定为 600℃,保温时间定为 1h,在该热处理条件下,试样的比表面积为 348m2/g,孔容为 0.55cm3/g,达到作为活性氧化铝吸附剂的性能要求。TEM 观察结果显示:工业污泥制备的活性氧化铝试样具有大小、形状不规则的颗粒堆积形成的蓬松的网络结构。二是采用工业污泥加硝酸制备活性氧化铝。因工业污泥可塑性差,因此直接煅烧法无法制备出机械强度高的球形试样。使用硝酸作为粘结剂可解决这一问题。添加不同浓度,不同用量的硝酸,探讨在不同煅烧温度和保温时间下制备的活性氧化铝的各项性能指标,测试方法同直接煅烧法。测试结果表明,加入一定浓度与用量的硝酸可以提高试样的比表面积,但会降低试样的孔容。综合硝酸浓度与用量以及热处理条件对试样的影响,确定硝酸的最佳浓度为 13%,最佳用量为 31%,最佳的煅烧温度为 600℃,最佳保温时间为 1h。这样制得的试样孔容虽偏低,但其它各方面符合要求。扩孔剂会改变活性氧化铝的孔结构。为提高试样的孔容,制得性能更好的产品,本课题使用碳酸氢氨与聚乙烯醇作为扩孔剂并讨论其扩孔效果。结果表明,由于工业污泥为干凝胶结构,碳酸氢氨只能起到轻微的扩孔效果,聚乙烯醇则基本不起作用。