Nhôm oxit – alumina là một trong những chất có rất nhiều giá trị ứng dụng từ y học, mỹ phẩm, công nghệ lọc nước, và cả thực phẩm.
Alumina là gì?
Alumina có công thức hóa học là AL2O3, còn được gọi là nhôm oxit.
Nhôm oxit là lớp bảo vệ cho nhôm kim loại khỏi sự ăn mòn của không khí. Vì nhôm là kim loại hoạt động mạnh, tạo phản ứng ngay khi tiếp xúc với không khí. Nhưng chính nhôm oxit lại là thành phần bảo vệ, ngăn cản những phản ứng tiếp theo của thanh kim loại.
Tính chất của alumina (nhôm oxit)
Tính chất hóa học:
Alumina là một oxit lưỡng tính. Do đó vừa phản ứng với axit, vừa phản ứng với bazo.
Al2O3 + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2O
Al2O3 + 2NaOH → 2NaAlO2 + H2O
Độ bền
Liên kết Ion Al3 và ion O2 rất bền vững. Nhiệt độ nóng chảy rất cao (2050 độ C) và khó bị khử thành kim loại Al.
Alumina trong tự nhiên
Chiếm hơn 55 % khối lượng của quặng boxit, cùng với các thành phần như oxit sắt III, CaO, SiO2, TiO2, MgO.
Đặc biệt Alumina còn là thành phần chính của Corindon – loại đá quý chỉ đứng sau kim cương. Màu sắc của loại đá quý này là do các tạp chất chứa crom, sắt, vanadi và nhiều hợp chất khác tạo nên. Corindon được phân ra làm nhiều loại, được đặt theo các tên gọi khác nhau. Corindon đỏ gọi là rubi, corindon xanh là saphir.
Ứng dụng của nhôm oxit:
Chất hút ẩm
Khi phân tử nước (H2O) tiếp xúc với oxit nhôm, các nguyên tử nhôm và oxy trên bề mặt sẽ tách nhau (khoảng cách giữa các nguyên tử có thể tăng 50%). Kết quả, lớp oxit bên ngoài có khả năng ngậm nước. Quá trình này sẽ bị đảo ngược (tái sinh lại chất hút ẩm) khi chúng được làm nóng ở nhiệt độ 200 độ C.
Đồng thời cấu trúc của nó vừa đủ để trở nên trơ hơn về mặt hóa học. Do đó không thể phản ứng nhanh với các phân tử nước và oxy trong khí quyển. Đây là lý do tại sao nhôm oxit được coi là lớp màng bảo vệ của những thanh nhôm.
Cũng nhờ đặc điểm này, alumina được dùng làm bẫy ngăn dầu từ các bơm cánh quạt của hệ thống động cơ.
Trong vật liệu gốm
Nhờ nhiệt độ nóng chảy cao, nên nhôm oxit được dùng để chế tạo gốm sứ alumin. Vật liệu này giữ được gần như hoàn toàn ở nhiệt độ 1100 độ C. Dùng để chế tạo các chi tiết cần chịu nhiệt: chi tiết nghiền, dụng cụ, dao cắt, ổ bạc ở nhiệt độ cao,…
Chúng được thêm vào làm tăng độ bền cho men. Hàm lượng nhôm oxit làm men cứng hơn, bền hơn, ổn định hơn, tính chịu nhiệt rộng hơn.
Trong y học
Dựa vào đặc tính cơ học, cùng khả năng trơ trong môi trường sinh học. Nên nhôm oxit được sử dụng để che phủ các bề mặt ma sát trong của các bộ phẩn giả cơ thể như hông, vai,… (vật liệu sinh học)
Mỹ phẩm
Với đặc tính sáng, mịn đánh bóng, nhôm oxit được sử dụng trong một số sản phẩm mỹ phẩm. Như kem chống nắng, phấn má, son môi, sơn móng tay và nhiều loại giấy nhám. Đặc biệt là sản phẩm che khuyết điểm.
Ứng dụng lọc nước
Alumina Activated (AA) là vật liệu lọc duy nhất được thiết kế đặc biệt để loại bỏ florua và arsenic khỏi nước. Alumina hoạt hóa là một chất làm từ nhôm oxit với tỷ lệ diện tích trên bề mặt rất cao – khả năng hấp thụ fluoride tốt. Hầu hết các nguồn nước có thường có thêm 2 ppm fluoride. Bộ lọc AA có thể làm giảm nồng độ fluoride xuống dưới 0,1 ppm, nói cách khác là 99% mức nước flouride thông thường.
Bộ lọc nano làm từ nhôm oxit
Theo greenoptimistic, Bộ lọc nano làm từ nhôm oxit được sản xuất với giá rẻ, không cần (cần rất ít) năng lượng từ một galium kim loại lỏng.
Các nhà nghiên cứu phát hiện ra khi nhôm được thêm vào lõi của gallium lỏng ở nhiệt độ phòng. Các tấm nano oxit nhôm nhanh chóng được sản xuất ở bề mặt của gallium, có độ xốp cao. Được chứng minh là phù hợp để lọc cả các ion kim loại nặng và ô nhiễm dầu với tốc độ cực nhanh chưa từng thấy.
