Wat is geactiveerd aluminiumoxide?

Geactiveerd aluminiumoxide is een vorm van aluminiumoxide dat zeer poreus is en zich hecht aan bepaalde vloeistoffen en gassen zonder dat de chemische of fysische vorm ervan verandert. Vanwege de hoge porositeit heeft het een hoge verhouding tussen oppervlakte en gewicht. Het wordt vaak gebruikt als een droogmiddel, voor waterbehandeling en als katalysator bij aardgas en raffinage.

Een droogmiddel is een stof met een hoge affiniteit voor water, die een uitdrogend effect heeft op de plaatselijke atmosfeer, zoals in een afgesloten container. Als een droogmiddel werkt geactiveerd aluminiumoxide volgens het adsorptieproces. Dit moet niet worden verward met het meer algemeen bekende proces van absorptie. Absorptie is een fysiek proces waarbij een vloeistof wordt aangezogen en de lege ruimtes in een vaste stof vult zonder eraan te hechten. Adsorptie daarentegen is een proces waarbij de vloeistof die in de poriën van het vaste materiaal wordt getrokken feitelijk chemisch met het vaste materiaal bindt.

Bij blootstelling aan geactiveerd aluminiumoxide zullen watermoleculen in de lucht zich binden aan het aluminiumoxide, wat resulteert in drogere lucht. Als het materiaal wordt verwarmd, laat het het daaraan gebonden water weer in de lucht ontsnappen. Dit proces van binding en afgifte van water kan voor onbepaalde tijd worden herhaald, waardoor dit materiaal een van de meest voorkomende droogmiddelen is.

Het kan ook andere materialen adsorberen, zoals arseen, fluoride, koper en lood. Dit vermogen maakt het een geschikte kandidaat voor gebruik bij waterzuiveringsoperaties. In veel gevallen is het goedkoper dan een geavanceerde, grootschalige waterzuiveringsinstallatie. Geactiveerde aluminiumwaterzuivering is vaak de voorkeursmethode voor landelijke gebieden en kleine gemeentelijke voorzieningen.

Kleine hoeveelheden fluoride worden in het algemeen als gunstig voor de tandgezondheid beschouwd en in sommige gebieden wordt fluoride met opzet aan de openbare watervoorziening toegevoegd. Hoge concentraties fluoride komen echter op sommige locaties van nature voor in het grondwater. Dit vormt lokaal een probleem omdat overmatig gebruik van fluoride kan leiden tot fluorose, een degeneratieve botziekte. Op sommige locaties komt het toxine-arseen ook van nature voor in gevaarlijk hoge concentraties. Beide stoffen kunnen worden gefilterd uit drinkwater tot acceptabele niveaus door adsorptie met geactiveerd aluminiumoxide.

Dit materiaal wordt ook gebruikt voor de afvoer van regenwater, mijnafval en voor het saneren van reeds vervuilde locaties. Regenwater kan oplosbare metalen zoals koper en zink opnemen van industriële locaties, recyclingcentra, enzovoort. Afvalstapels in verband met mijnbouwactiviteiten kunnen stoffen zoals lood en arseen in de nabijgelegen waterpartijen uitlogen. Sites die al lang besmet zijn, worden ook geïdentificeerd voor sanering.

In al deze situaties kan geactiveerd aluminiumoxide een kosteneffectieve manier zijn om ongewenste of gevaarlijke stoffen uit het milieu te verwijderen. Het vermogen ervan om zich aan deze stoffen te binden, maakt het mogelijk om ze in een stabiele vorm te vangen. Wanneer het materiaal uiteindelijk wordt verwijderd, lekken ongewenste stoffen niet terug in de omgeving, maar blijven in plaats daarvan gebonden aan het aluminiumoxide.

Aardgasbedrijven, smelters en raffinaderijen maken ook vaak gebruik van geactiveerd aluminiumoxide als een zogenaamde Claus-katalysator. Bij chemische reacties is een katalysator een stof die een reactie versnelt zonder zelf te worden beïnvloed. Geactiveerd aluminiumoxide werkt als een katalysator in een proces dat elementaire zwavel terugwint uit waterstofsulfide en zwaveldioxide geproduceerd als bijproducten van industriële activiteiten. Dit voorkomt dat deze bijproducten, die in voldoende grote hoeveelheden schadelijk zijn, het milieu vervuilen.