- Rakenne
- nimistö
- ominaisuudet
- Fyysinen tila
- Molekyylipaino
- Sulamispiste
- Tiheys
- Liukoisuus
- Muut ominaisuudet
- Saada
- Käyttö keramiikassa
- Alumiinifosfaattikeraamisten valmistus
- Muut käyttötavat
- Betonin saamiseksi
- Hammassementeissä
- Rokotteissa
- Palonestoaineena polymeereissä
- Viitteet
Alumiinifosfaattia on epäorgaaninen kiinteä aine, joka on muodostettu alumiinin ionin 3+ ja fosfaatti-ioni PO 4 3. Sen kemiallinen kaava on AlPO 4. Se on valkoinen kiinteä aine, jonka kiderakenne on samanlainen kuin piidioksidia SiO 2. Se ei liukene veteen.
Se voidaan saada alumiinioksidia (Al 2 O 3) ja fosforihappoa (H 3 PO 4). Se voi myös saada lähtemällä vesiliuokset alumiinikloridia (AICI 3) ja natriumfosfaattia (Na 3 PO 4).
Alumiinifosfaatti AlPO 4. Ondřej Mangl. Lähde: Wikimedia Commons.
Alumiinifosfaatilla on erittäin korkea sulamispiste, minkä vuoksi sitä käytetään laajasti tulenkestävien keraamisten komponenttina, toisin sanoen keraamisina, jotka kestävät erittäin korkeita lämpötiloja.
Sitä käytetään myös mahahapon torjunta-aineena, seoksissa hampaiden korjaamiseksi ja rokotteiden apuaineena eli elimistön immuunivasteen stimuloimiseksi.
Joidenkin tulenkestävien betonien koostumuksessa on AlPO 4, mikä lisää tämän tyyppisen sementin mekaanisia ja korkeassa lämpötilassa olevia tukiominaisuuksia.
Sitä on käytetty suojana suojaamaan palavia aineita, kuten tiettyjä polymeerejä, palamasta.
Rakenne
AlPO 4 koostuu Al 3+ alumiinikationi ja PO 4 3 fosfaattianioni.
Alumiinifosfaatin ioninen rakenne. Kirjoittaja: Marilú Stea.
Kiteistä alumiinifosfaattia kutsutaan myös berliini- tai alfafaasiksi (α-AlPO 4) ja sen kiteet ovat samanlaisia kuin kvartsit.
Synteettinen berlinite kiteitä (α-AlPO 4). DMGualtieri. Lähde: Wikimedia Commons.
Alumiinifosfaatin alfafaasi on kiinteä aine, jonka muodostaa kovalenttinen PO 4: n ja AlPO 4: n tetraedraverkko, joka vuorottelee ja on kytketty happiatomien kanssa.
Tämä rakenne on isomorfinen piidioksidin kanssa, eli se on sama muoto kuin piidioksidi SiO 2.
nimistö
- alumiinifosfaatti
- alumiinimonofosfaatti
- Fosforihapon alumiinisuola.
ominaisuudet
Fyysinen tila
Kiteinen valkoinen kiinteä aine.
Molekyylipaino
121,93 g / mol
Sulamispiste
1800 ° C
Tiheys
2,56 g / cm 3
Liukoisuus
Liukenematon veteen
Muut ominaisuudet
AlPO 4: n rakenne on hyvin samankaltainen kuin piidioksidi SiO 2: n, joten sillä on monien fysikaalisten ja kemiallisten ominaisuuksien kanssa sen kanssa.
Alumiinifosfaatti on erittäin tulenkestävä materiaali, ts. Se kestää erittäin korkeita lämpötiloja muuttamatta sen fyysistä tilaa tai rakennetta ja hajoamatta.
Kiteinen AlPO 4 tai berlinite kuumennettaessa muuntuu tridymiitti tyyppinen rakenne ja sitten kristobaliittia tyyppinen rakenne, muut tämän yhdisteen muodot, jotka muistuttavat piidioksidi SiO 2.
Alumiinifosfaatti. Chemicalinterest. Lähde: Wikimedia Commons.
Saada
Alumiinifosfaattia AlPO 4 voidaan saada välisen reaktion fosforihapon H 3 PO 4 ja alumiinioksidin Al 2 O 3. Lämpötilan levitys vaaditaan, esimerkiksi välillä 100 - 150 ° C.
Al 2 O 3 + 2 H 3 PO 4 = 2 AlPO 4 + 3 H 2 O
Se voidaan saada myös yhdistämällä vesiliuosta alumiinikloridia AICI 3 vesipitoisella natrium- fosfaattia Na 3 PO 4:
AICI 3 + Na 3 PO 4 = AlPO 4 + 3 NaCI
Käyttö keramiikassa
Alumiinifosfaatti AlPO 4 on usein muodostamisessa on alumiinioksidikeraamia.
Keramiikka, jossa on korkea alumiinioksidipitoisuus, on yksi niistä materiaaleista, jota kovuudensa vuoksi käytetään sovelluksissa, jotka vaativat kestämään suuria kuormia ja vaikeita olosuhteita.
Tämäntyyppinen keramiikka kestää korroosiota, korkeita lämpötiloja, kuumaa höyryä tai pelkistävää ilmakehää, kuten hiilimonoksidia (CO).
Alumiinioksidikeramiikalla on myös matala sähkön- ja lämmönjohtavuus, minkä vuoksi sitä käytetään tulenkestävien tiilien ja sähköä eristävien komponenttien valmistukseen.
Tulenkestävät tiilivuorat, jotka voivat sisältää AlPO 4- alumiinifosfaattia. Nämä tiilet suojaavat korkeilta lämpötiloilta. Alexknight12. Lähde: Wikimedia Commons.
Koska alumiinifosfaatti muodostuu paljon matalammassa lämpötilassa kuin piidioksidi SiO 2, on halvempaa valmistaa, mikä on etuna vaativille palveluille sopivan keramiikan valmistuksessa.
Alumiinifosfaattikeraamisten valmistus
Alumiinioksidia Al 2 O 3 ja fosforihapon H 3 PO 4 käytetään vesipitoisessa väliaineessa.
Edullinen muodostuminen pH on 2-8, kuten on runsaasti liuennutta fosforihapon lajit, kuten H 2 PO 4 - ja HPO 4 2. Happamassa pH: Al-pitoisuus 3 + ioneja on korkea, jotka purkamisesta Al 2 O 3 alumiinioksidia.
Ensimmäinen, hydratoitua alumiinia difosfaatti trivetyfosfaatin AIH- 3 (PO 4) 2.H 2 O geeli:
Ai 3+ + H 2 PO 4 - + HPO 4 2- + H 2 O ⇔ AIH- 3 (PO 4) 3.H 2 O
Kuitenkin, tulee aika, kun liuoksen pH laskee ja tulee neutraali, jossa alumiinioksidin Al 2 O 3 on alhainen liukoisuus. Tässä vaiheessa liukenematon alumiinioksidi muodostaa kerroksen hiukkasten pinnalle estäen reaktion jatkumisen.
Siksi on tarpeen lisätä alumiinioksidin liukoisuutta ja tämä saavutetaan kuumentamalla varovasti. Kuumennettaessa 150 ° C: seen geelin jatkuu reaktio alumiinioksidin Al 2 O 3 vapauttaa vettä ja kiteinen berlinite (alfa-AlPO 4) on muodostettu.
Al 2 O 3 + 2 AIH- 3 (PO 4) 3.H 2 O → AlPO 4 + 4 H 2 O
Berliini sitoo yksittäiset hiukkaset ja muodostaa keraamisen.
Muut käyttötavat
AlPO 4 käytetään antasidi, adsorbenttina, kuten molekyyliseulaa, kuten katalyytin tuki ja päällysteenä parantaa vastustuskykyä kuuma korroosio. Tässä on muita sovelluksia.
Betonin saamiseksi
Alumiinifosfaatti on tulenkestävien tai kuumuutta kestävien betonien ainesosa.
Se tarjoaa näille betonille erinomaiset mekaaniset ja taiteominaisuudet, kuten lämmönkestävyys. Lämpötila-alueella 1400-1600 ° C alumiinifosfaattiin pohjautuva solubetoni on tehokkaimpia materiaaleja lämpöeristeenä.
Se ei vaadi kuivausta, sen kovettuminen saavutetaan itse etenemisellä eksotermisellä reaktiolla. Tästä materiaalista on mahdollista valmistaa minkä tahansa muodon ja koon tiilet.
Hammassementeissä
Alumiinifosfaatti on osa hammassementtejä tai materiaaleja, joita käytetään rappeutuneiden hampaiden parantamiseen.
Hammassementeissä alumiinioksidia käytetään happo-emäsreaktioiden moderaattorina, jolloin hillitsevä vaikutus johtuu alumiinifosfaatin muodostumisesta muiden materiaalien hiukkasiin.
Näillä sementeillä on erittäin korkea puristus- ja jännitysvastus, mikä johtuu alumiinifosfaatin läsnäolosta.
Onteloiden parantamiseksi käytetyt hammassementit voivat sisältää alumiinifosfaattia. Kirjoittaja: Reto Gerber. Lähde: Pixabay.
Rokotteissa
AlPO 4: ta on käytetty monien vuosien ajan erilaisissa ihmisrokotteissa kehon immuunivasteen parantamiseksi. AlPO 4 on sanottu olevan "adjuvantti" rokotteita. Mekanismia ei vielä tunneta hyvin.
On tunnettua, että immunostimulatorinen vaikutus AlPO 4 riippuu adsorptioprosessiin antigeenin adjuvantti, joka on, on tapa, jolla se tarttuu siihen. Antigeeni on yhdiste, joka kehossa saapuessaan tuottaa vasta-aineita tietyn sairauden torjumiseksi.
Antigeenit voidaan adsorboida AlPO 4 sähköstaattisten vuorovaikutusten tai sitomalla ligandien kanssa. Ne adsorboituvat apuaineen pinnalle.
Lisäksi uskotaan, että AlPO 4 partikkelikoko vaikuttaa myös. Mitä pienempi hiukkaskoko, vasta-ainevaste on sitä suurempi ja pidempi.
Rokotteet voivat sisältää alumiinifosfaattia AlPO 4 niiden tehokkuuden lisäämiseksi. Kirjoittaja: Tumisu. Lähde: Pixabay.
Palonestoaineena polymeereissä
AlPO 4: ta on käytetty palonestoaineena ja tiettyjen polymeerien palamisen tai palamisen estämiseksi.
Lisäämällä AlPO 4 on polypropeenipolymeeri joka on jo palosuojattu aiheuttaa synergistisen vaikutuksen sekä hidastimia, joka tarkoittaa sitä, että vaikutus on paljon suurempi kuin sekä palonestoaineiden erikseen.
Kun polymeeri altistetaan palamisen tai poltetaan läsnä ollessa AlPO 4, alumiini metafosfaatti on muodostettu, joka tunkeutuu hiiltynyt pinnan ja täyttää huokoset ja halkeamia pintaan.
Tämä johtaa erittäin tehokkaan suojakilven muodostumiseen polymeerin palamisen tai palamisen estämiseksi. Toisin sanoen, AlPO 4 sulkee hiiltyneen pinnan ja estää polymeeriä palamasta.
AlPO 4: lla tiettyjen polymeerien palaminen voidaan hidastaa. Kirjoittaja: Hans Braxmeier. Lähde: Pixabay.
Viitteet
- Abyzov, VA (2016). Kevyt tulenkestävä betoni, joka perustuu alumiini-magnesiumfosfaattisideaineeseen. Procedia Engineering 150 (2016) 1440 - 1445. Palautettu osoitteesta sciencedirect.com.
- Wagh, AS (2016). Alumiinifosfaattikeramiikka. Julkaisussa Kemiallisesti sidottu fosfaattikeramiikka (toinen painos). Luku 11. Palautettu osoitteesta sciencedirect.com.
- Mei, C. et ai. (2019). Alumiinifosfaattirokoteadjuvantti: Koostumuksen ja koon analyysi offline-ja in-line-työkaluilla. Comput Struct Biotechnol J. 2019; 17: 1184-1194. Palautettu osoitteesta ncbi.nlm.nih.gov.
- Qin, Z. et ai. (2019). Alumiinifosfaatin synergistinen estevaikutus palonestoainepolypropeeniin perustuen ammoniumpolyfosfaatti / dipentaerytritolijärjestelmään. Materiaalit ja suunnittelu 181 (2019) 107913. Palautettu osoitteesta sciencedirect.com.
- Vrieling, H. et ai. (2019). Stabiloidut alumiinifosfaattinanohiukkaset, joita käytetään rokotteen apuaineena. Kolloidit ja pinnat B: Biorajapinnat 181 (2019) 648-656. Palautettu osoitteesta sciencedirect.com.
- Schaefer, C. (2007). Ruoansulatuskanavan lääkkeet. Antasidit. Lääkkeissä raskauden ja imetyksen aikana (toinen painos). Palautettu osoitteesta sciencedirect.com.
- Rouquerol, F. et ai. (1999). Joidenkin uusien adsorbenttien ominaisuudet. Adsorptiossa jauheilla ja huokoisilla kiinteillä aineilla. Palautettu osoitteesta sciencedirect.com.