- Szerkezet
- Elnevezéstan
- Tulajdonságok
- Fizikai állapot
- Molekuláris tömeg
- Olvadáspont
- Sűrűség
- Oldhatóság
- Egyéb tulajdonságok
- beszerzése
- Kerámia felhasználás
- Alumínium-foszfát kerámiagyártás
- Egyéb felhasználások
- Beton előállításához
- Fogászati cementekben
- Oltásokban
- Tűzálló anyagként a polimerekben
- Irodalom
A alumínium-foszfát egy szervetlen szilárd anyag képződik egy alumínium-ion a 3+ és foszfátion PO 4 3-. Vegyi képlete: AlPO 4. Ez egy fehér, szilárd anyag, amelynek kristályos szerkezete hasonló, hogy a szilícium-dioxid SiO 2. Vízben nem oldódik.
Elõállítható alumínium-oxidból (Al 2 O 3) és foszforsavból (H 3 PO 4). Azt is előállíthatók a vizes oldatok alumínium-klorid (AICI 3) és a nátrium-foszfát (Na 3 PO 4).
Alumínium-foszfát AlPO 4. Ondřej Mangl. Forrás: Wikimedia Commons.
Az alumínium-foszfát nagyon magas olvadáspontú, ezért széles körben használják tűzálló kerámia alkotóelemeként, azaz olyan kerámiákként, amelyek nagyon magas hőmérsékleten ellenállnak.
Használják továbbá gyomor savmegkötő szerként, keverékekként a fogak javításához és a vakcinák adjuvánsaként, azaz a test immunválaszának stimulálására.
Néhány tűzálló beton összetételében AlPO 4 van, ami növeli az ilyen típusú cement mechanikai és magas hőmérsékleten tartó tulajdonságait.
Védőpajzsként használták az éghető anyagok, például egyes polimerek égésének megakadályozására.
Szerkezet
AlPO 4 alkotja Al 3+ alumínium kation, és a PO 4 3- foszfát-anion.
Az alumínium-foszfát ionos szerkezete. Szerző: Marilú Stea.
A kristályos alumínium-foszfátot berlinitnek vagy alfa-fázisnak (α-AlPO 4) is hívják, és kristályai hasonlóak a kvarchoz.
Szintetikus berlinitkristályok (α-AlPO 4). DMGualtieri. Forrás: Wikimedia Commons.
A alfa-fázis alumínium-foszfát szilárd által alkotott kovalens hálózat tetraéderek PO 4 és AlPO 4, hogy a váltakozó, és kapcsolódik az oxigén atomok.
Ez a szerkezet izomorf szilícium-dioxid, azaz, hogy ugyanolyan alakú, mint a szilícium-dioxid SiO 2.
Elnevezéstan
- Alumínium-foszfát
- Alumínium-monofoszfát
- A foszforsav alumíniumsója.
Tulajdonságok
Fizikai állapot
Kristályos fehér szilárd anyag.
Molekuláris tömeg
121,93 g / mol
Olvadáspont
1800 ° C
Sűrűség
2,56 g / cm 3
Oldhatóság
Vízben nem oldódik
Egyéb tulajdonságok
Az AlPO 4 szerkezete nagyon hasonló a szilícium-dioxid SiO 2-hez, tehát sok fizikai és kémiai tulajdonsága van vele.
Az alumínium-foszfát nagyon tűzálló anyag, azaz nagyon magas hőmérsékleteknek ellenáll, fizikai állapotának vagy szerkezetének megváltoztatása és bomlása nélkül.
A kristályos AlPO 4 vagy berlinite hevítve konvertálható tridimit típusú szerkezetet, majd a krisztobalittartalma típusú szerkezet, más ezen vegyület, amelyek hasonlítanak szilikagélen SiO 2.
Alumínium-foszfát. Chemicalinterest. Forrás: Wikimedia Commons.
beszerzése
Alumínium-foszfát AlPO 4 állítható elő a reakció közötti foszforsavat H 3 PO 4 és alumínium-oxid AI 2 O 3. Hőmérsékleten történő alkalmazásra van szükség, például 100 és 150 ° C között.
Al 2 O 3 + 2 H 3 PO 4 = 2 AlPO 4 + 3 H 2 O
Azt is meg lehet történő egyesítésével vizes alumínium-klorid AICI 3 vizes nátrium-foszfát-Na 3 PO 4:
AlCl 3 + Na 3 PO 4 = AlPO 4 + 3 NaCl
Kerámia felhasználás
Alumínium-foszfát AlPO 4 gyakran megtalálható az alumínium-oxid kerámiák alkotásában.
A nagy alumínium-oxid-tartalmú kerámia az egyik olyan anyag, amelyet keménységük miatt alkalmaznak olyan alkalmazásokban, ahol nagy terheléseknek és súlyos feltételeknek kell ellenállniuk.
Ez a fajta kerámia ellenáll a korróziónak, a magas hőmérsékletű környezetnek, a forró gőz jelenlétének vagy a redukáló légkörnek, például a szén-monoxidnak (CO).
Az alumínium-oxid kerámia elektromos és hővezető képessége alacsony, ezért tűzálló téglák és elektromos szigetelő elemek előállítására használják.
Tűzálló téglabélés, amely tartalmazhat AlPO 4 alumínium-foszfátot. Ezek a téglák védik a magas hőmérséklettől. Alexknight12. Forrás: Wikimedia Commons.
Mivel az alumínium-foszfát sokkal alacsonyabb hőmérsékleten képződik, mint a szilícium-dioxid-SiO 2, olcsóbb előállítani, ami előnyt jelent a igényes szolgáltatásokhoz alkalmas kerámia gyártásában.
Alumínium-foszfát kerámiagyártás
Az alumínium-oxid Al 2 O 3 -ot és a foszforsavat H 3 PO 4 vizes közegben használjuk.
Az előnyös képződése pH 2-8, mivel van rengeteg oldott foszforsav fajok, mint például a H 2 PO 4 - és HPO 4 2-. Savas pH-n az Al 3+ ionok koncentrációja magas, az Al 2 O 3 alumínium-oxid oldódásából származik.
Először is, egy hidratált alumínium-difoszfát trihidrogén AIH 3 (PO 4) 2.H 2 O gél képződik:
Al 3+ + H 2 PO 4 - + HPO 4 2- + H 2 O ⇔ AIH 3 (PO 4) 3.H 2 O
Ugyanakkor eljön az idő, amikor az oldat pH-ja csökken és semleges lesz, ahol az alumínium-oxid Al 2 O 3 oldékonysága alacsony. Ebben az időben az oldhatatlan alumínium-oxid réteget képez a részecskék felületén, megakadályozva a reakció folytatódását.
Ezért növelni kell az alumínium-oxid oldhatóságát, és ezt enyhe melegítéssel érik el. Hevítésre 150 ° C a gél folytatódik a reakciót alumínium-oxid AI 2 O 3 felszabadító vizet és kristályos berlinite (alfa-AlPO 4) van kialakítva.
Al 2 O 3 + 2 AIH 3 (PO 4) 3.H 2 O → AlPO 4 + 4 H 2 O
A berlinit megköti az egyes részecskéket és alkotja a kerámiát.
Egyéb felhasználások
Az AlPO 4- et antacidként, adszorbensként, molekuláris szitaként, katalizátor hordozóként és bevonatként használják a forró korrózióval szembeni ellenállás javítására. Itt vannak más alkalmazások.
Beton előállításához
Az alumínium-foszfát a tűzálló vagy hőálló betonok alkotóeleme.
Kiváló mechanikai és törési tulajdonságokat biztosít ezeknek a betonoknak, például a hőállóságot. Az 1400-1600 ° C közötti hőmérsékleti tartományban az alumínium-foszfát alapú cellás beton az egyik leghatékonyabb anyag hőszigetelő anyagként.
Nem igényel szárítást, edzését önterjedő exoterm reakcióval érik el. Ilyen anyagból bármilyen alakú és méretű tégla elkészíthető.
Fogászati cementekben
Az alumínium-foszfát a fogászati cementek vagy a fogak gyógyításához használt anyagok része.
A fogászati cementekben az alumínium-oxidot alkalmazzák a sav-bázis reakciók moderátoraként, ahol a moderáló hatás az, hogy az alumínium-foszfát képződik más anyagok részecskéin.
Ezek a cementek rendkívül nagy ellenállást mutatnak a nyomásnak és feszültségnek, ami az alumínium-foszfát jelenlétének köszönhető.
Az üregek gyógyításához használt fogászati cement tartalmazhat alumínium-foszfátot. Szerző: Reto Gerber. Forrás: Pixabay.
Oltásokban
Az AlPO 4-et évek óta használják különböző emberi vakcinákban a test immunválaszának fokozására. Az AlPO 4- ről azt állítják, hogy az oltások "adjuváns". A mechanizmus még nem ismeri jól.
Ismeretes, hogy az immunstimuláns hatása AlPO 4 függ a folyamat adszorpcióját az antigén az adjuváns, azaz, az úton, amelyben tapad rá. Az antigén olyan vegyület, amely a testbe jutáskor antitestek képződését hozza létre egy adott betegség leküzdésére.
Az antigének az AlPO 4- be adszorbeálhatók elektrosztatikus kölcsönhatásokkal vagy ligandumokkal való kötés útján. Az adjuváns felületén adszorbeálódnak.
Úgy véljük továbbá, hogy az AlPO 4 részecskék méretének is befolyása van. Minél kisebb a részecskeméret, az antitest válasz annál nagyobb és tartósabb.
A vakcinák hatékonyságának növelése érdekében tartalmazhatnak alumínium-foszfát AlPO 4- et. Szerző: Tumisu. Forrás: Pixabay.
Tűzálló anyagként a polimerekben
Az AlPO 4 -et tűzálló anyagként használták és bizonyos polimerek égésének vagy égésének megakadályozására.
Az AlPO 4 hozzáadása egy olyan polipropilén polimerhez, amely már rendelkezik égésgátlóval, szinergetikus hatást vált ki mindkét retarder között, ami azt jelenti, hogy ez a hatás sokkal nagyobb, mint a két tűzálló anyag külön-külön.
Amikor a polimert AlPO 4 jelenlétében elégetik vagy elégetik, egy alumínium-metafoszfát képződik, amely áthatol a elszenesedett felületen, és kitölti a pórusokat és a felület repedéseit.
Ez egy nagyon hatékony védőpajzs kialakulásához vezet, amely megakadályozza a polimer égését vagy égését. Más szavakkal, az AlPO 4 lezárja a elszenesedett felületet és megakadályozza a polimer égését.
Az AlPO 4- sel bizonyos polimerek égése késleltethető. Szerző: Hans Braxmeier. Forrás: Pixabay.
Irodalom
- Abyzov, VA (2016). Alumínium-magnézium-foszfát kötőanyag alapú könnyű tűzálló beton. Procedia Engineering 150 (2016) 1440-1445. Helyreállítva a sciencedirect.com webhelyről.
- Wagh, AS (2016). Alumínium-foszfát kerámia. A kémiailag kötött foszfátkerámiában (második kiadás). 11. fejezet. Helyreállítva a sciencedirect.com webhelyről.
- Mei, C. et al. (2019). Alumínium-foszfát oltóanyag-adjuváns: Összetétel és méret elemzése offline és in-line eszközök segítségével. Comput Struct Biotechnol J., 2019; 17: 1184-1194. Helyreállítva az ncbi.nlm.nih.gov webhelyről.
- Qin, Z. et al. (2019). Az alumínium-foszfát szinergikus gátló hatása az égésgátló polipropilénre ammónium-polifoszfát / dipentaeritritol rendszer alapján. Anyagok és formatervezés 181 (2019) 107913. Helyreállítva a sciencedirect.com webhelyről.
- Vrieling, H. és mtsai. (2019). Stabilizált alumínium-foszfát nanorészecskék, amelyeket vakcinaadjuvánsként használnak. Kolloidok és B felületek: Biointerfészek 181 (2019) 648-656. Helyreállítva a sciencedirect.com webhelyről.
- Schaefer, C. (2007). Gyomor-bél gyógyszerek. Antacidákat. Gyógyszerek terhesség és szoptatás alatt (második kiadás). Helyreállítva a sciencedirect.com webhelyről.
- Rouquerol, F. és mtsai. (1999). Néhány új adszorbens tulajdonságai. Porok és porózus szilárd anyagok általi adszorpcióban. Helyreállítva a sciencedirect.com webhelyről.