金属醇盐是制备高技术陶瓷等新材料的最重要前驱物.铝醇盐作为已工业化的产品, 近年在新材料等领域又产生了新的应用市场,国内有多家新厂建成并以金属铝为原料用醇盐水解法生产高纯超细氧化铝.然而其产品在出口和国内应用碰到的最大问题是铁、硅、镁等杂质含量高.其中危害最大的是铁.初步研究发现,铝醇盐中的铁杂质为低沸点有机物,随铝醇盐蒸出,说明铝中金属铁在铝醇盐合成中也参加反应.而理论上,醇或醇盐对金属铁是惰性的.为了解决铝醇盐生产中痕量铁的低成本有效分离,并揭示某些对醇惰性的元素(如Si、Fe、等)在金属醇盐合成中伴随反应的本质,本项目对上述含铁有机物的组成、结构、生成机理和分离控制规律等进行研究.虽然本课题只研究异丙醇铝-铁体系,其结果对其它杂质及其它金属醇盐体系杂质分离都具有理论参考价值和指导意义;同时,该研究也将丰富金属或金属间化合物的有关催化理论.
理论上金属铁与异丙醇是不发生化学反应。本报告针对异丙醇铝合成反应中,金属铝原料所含铁杂质与醇生成含铁低沸点有机物这一事实,实验研究了不同存在形态金属铁在异丙醇铝合成体系中与异丙醇反应的活性,提出了铝片中小尺寸铁微粒高反应活性的机理。金属颗粒尺寸的变小会使其氧化还原电位更负,从而具有比体相高的反应活性。经过计算,当铝片中的铁微粒的尺寸小于1.95?时,铁的氧化还原电位就负于-1.66V,铁就可以和异丙醇发生反应,而呈现出与常规尺寸不相同的性质。反应所得的产物,经过试验研究发现存在二价、三价两种价态。二价铁的醇盐不稳定,被微量的氧气迅速氧化成三价铁醇盐;三价铁醇盐又可被铁粉还原成二价,这是一个循环过程。二价、三价铁醇盐通过此过程对铁与异丙醇的反应具有促进作用,加速铁与异丙醇的反应。在此研究的基础上,采用络合结晶、螯合蒸馏方法去除异丙醇铝中的微量铁,找到几种有效的络合剂和螯合剂;同时研究了除铁后铝醇盐在发光材料中性能特征。