Was ist aktiviertes Aluminiumoxid?

Aktiviertes Aluminiumoxid ist eine Form von Aluminiumoxid, das sehr porös ist und sich mit bestimmten Flüssigkeiten und Gasen verbindet, ohne dass sich seine chemische oder physikalische Form ändert. Aufgrund seiner hohen Porosität weist es ein hohes Verhältnis von Oberfläche zu Gewicht auf. Es wird üblicherweise als Trockenmittel, zur Wasseraufbereitung und als Katalysator bei Erdgas- und Raffinationsvorgängen verwendet.

Ein Trockenmittel ist eine Substanz mit einer hohen Affinität zu Wasser, die die lokale Atmosphäre, beispielsweise in einem verschlossenen Behälter, austrocknet. Aktiviertes Aluminiumoxid arbeitet als Trockenmittel nach dem Adsorptionsverfahren. Dies sollte nicht mit dem allgemein bekannten Absorptionsverfahren verwechselt werden. Die Absorption ist ein physikalischer Prozess, bei dem eine Flüssigkeit in einen Feststoff gesaugt wird und die leeren Räume füllt, ohne sich daran zu binden. Die Adsorption hingegen ist ein Prozess, bei dem sich die in die Poren des Feststoffs gesaugte Flüssigkeit chemisch mit dem Feststoff verbindet.

Wenn sie aktiviertem Aluminiumoxid ausgesetzt werden, verbinden sich Wassermoleküle in der Luft mit dem Aluminiumoxid, wodurch trockenere Luft entsteht. Wenn das Material erhitzt wird, gibt es das daran gebundene Wasser wieder an die Luft ab. Dieser Prozess der Bindung an und Freisetzung von Wasser kann auf unbestimmte Zeit wiederholt werden, wodurch dieses Material zu einem der häufigsten Trockenmittel wird.

Es kann auch andere Materialien wie Arsen, Fluorid, Kupfer und Blei adsorbieren. Diese Fähigkeit macht es zu einem geeigneten Kandidaten für die Verwendung bei Wasseraufbereitungsvorgängen. In vielen Fällen ist es kostengünstiger als eine moderne großtechnische Wasseraufbereitungsanlage. In ländlichen Gebieten und kleinen kommunalen Einrichtungen ist die Behandlung mit aktiviertem Tonerde-Wasser häufig die Methode der Wahl.

Geringe Mengen an Fluorid werden allgemein als vorteilhaft für die Zahngesundheit angesehen, und in einigen Bereichen wird Fluorid absichtlich der öffentlichen Wasserversorgung zugesetzt. An einigen Stellen kommt es jedoch auf natürliche Weise zu hohen Fluoridkonzentrationen im Grundwasser. Dies ist lokal problematisch, da ein übermäßiger Verbrauch von Fluorid zu Fluorose, einer degenerativen Knochenerkrankung, führen kann. An einigen Stellen kommt das Toxin Arsen auch in gefährlich hohen Konzentrationen auf natürliche Weise vor. Beide Substanzen können durch Adsorption mit aktiviertem Aluminiumoxid aus dem Trinkwasser auf akzeptable Werte gefiltert werden.

Dieses Material wird auch zur Reinigung von Regenwasserabflüssen, Bergbauabfällen und zur Sanierung bereits kontaminierter Standorte eingesetzt. Regenwasser kann lösliche Metalle wie Kupfer und Zink von Industriestandorten, Recyclingzentren usw. aufnehmen. Durch Bergbauarbeiten verursachte Halden können Substanzen wie Blei und Arsen in die nahe gelegenen Gewässer gelangen. Standorte, die seit langem kontaminiert sind, werden ebenfalls zur Sanierung identifiziert.

In all diesen Situationen kann aktiviertes Aluminiumoxid ein kostengünstiger Weg sein, um unerwünschte oder gefährliche Substanzen aus der Umwelt zu entfernen. Seine Fähigkeit, an diese Substanzen zu binden, ermöglicht es, sie in stabiler Form einzufangen. Bei der endgültigen Entsorgung des Materials gelangen unerwünschte Substanzen nicht zurück in die Umwelt, sondern bleiben an das Aluminiumoxid gebunden.

In Erdgasbetrieben, Schmelzen und Raffinerien wird häufig auch aktiviertes Aluminiumoxid als sogenannter Claus-Katalysator eingesetzt. Bei chemischen Reaktionen ist ein Katalysator eine Substanz, die eine Reaktion beschleunigt, ohne selbst beeinträchtigt zu werden. Aktiviertes Aluminiumoxid wirkt als Katalysator in einem Verfahren, bei dem elementarer Schwefel aus Schwefelwasserstoff und Schwefeldioxid gewonnen wird, die als Nebenprodukte industrieller Prozesse anfallen. Dies verhindert, dass diese Abfallnebenprodukte, die in ausreichend großen Mengen schädlich sind, die Umwelt kontaminieren.