氧化鋁俗名礬土，化學(xué)式Al2O3，一種難熔又不溶于水的白色粉末。熔點為2015℃，沸點為2980℃，相對密度為4.0，莫氏硬度為8.8。具有不同晶型，主要有α和γ兩種變體。氫氧化鋁加熱脫水可得氧化鋁。自然界存在的α型氧化鋁，稱為剛玉，硬度僅次于金剛石，混有少量雜質(zhì)可使剛玉帶有各種色澤，稱為寶石，如紅寶石 (含有少量的Cr3+) 和藍(lán)寶石 (含Ti3+和Fe2+，F(xiàn)e3+)，現(xiàn)在可用熔融氧化鋁人工結(jié)晶的方法制造寶石。人造寶石按其性質(zhì)不次于天然寶石，廣泛用于工業(yè)技術(shù)方面。例如，用做機器快速轉(zhuǎn)動部分的軸承，鐘表上的鉆石以及磨料、耐火材料，再如剛玉坩堝，可耐1800℃高溫。
氧化鋁是地殼的主要成分之一。純氧化鋁是冶煉金屬鋁的主要原料。
鋁易被空氣氧化生成氧化鋁，鋁制品在空氣中放置，其表面形成一薄層致密的氧化鋁保護膜，保護了里面的鋁不再被氧化，所以鋁制品可以用作炊具等生活用具。氧化鋁是兩性氧化物，既能溶于酸，又能溶于堿。因此鋁制品不耐酸堿，遇到酸或堿，外層的氧化膜會遭到破壞。
活性的氧化鋁是多孔的固體，可以吸附多種物質(zhì)，常用作干燥劑、吸附劑和催化劑。

圖1為活性氧化鋁。隨其晶格能的增大而顯著降低，膠體氫氧化鋁的化學(xué)活性最大，γ系列化合物的化學(xué)活性遠(yuǎn)大于α系列的同分異構(gòu)體。剛玉則是惰性化合物，即使在573K溫度下也不受強酸與強堿的侵蝕，而且具有高的熔點 (2326K) 和高達(dá)9的莫氏硬度。
氧化鋁和氫氧化鋁實際上不溶于水，但溶于酸和堿溶液，屬于典型的兩性化合物。它們的堿性和酸性都弱，只有強酸的鋁鹽溶液才很穩(wěn)定而不水解，因而可以利用硫酸、鹽酸或硝酸等無機酸分解鋁礦制得相應(yīng)的鋁鹽溶液來生產(chǎn)氧化鋁。氧化鋁和氫氧化鋁溶解于苛性堿溶液后生成鋁酸鹽溶液。它們在高溫下與堿金屬或堿土金屬氧化物反應(yīng)得到各種鋁酸鹽。其鈉、鉀、鋇鹽是能直接溶解于水，鋁酸鈣則是在與碳酸鈉溶液反應(yīng)后才能轉(zhuǎn)變?yōu)殇X酸鈉溶液的。氧化鋁的這些性質(zhì)構(gòu)成了它的堿法生產(chǎn)的理論基礎(chǔ)。催化劑用氧化鋁由氫氧化鋁脫水、鋁鹽直接熱分解或鋁氧化等方法制得。
α-Al2O3比表面積小，幾乎沒有催化活性。γ-Al2O3、η-Al2O3的比表面較大、孔隙率高、耐熱性強、成型性好、具有較強的表面酸性和一定的表面堿性，被廣泛用作催化劑和載體。
氧化鋁對各種脫水反應(yīng)都具有很高的催化活性，對烯烴骨架異構(gòu)化、烯烴聚合、H2-D2交換、加氫、脫氫等反應(yīng)都具有催化活性。作為堿性催化劑對氧硫化碳及二硫化碳的水解有很高的催化活性。
氧化鋁是使用最多、用量最大的載體之一，可以制成球、片、條、三葉、蜂窩、微球等多種型狀和尺寸的顆粒。作為載體負(fù)載活性組分，并可以與其發(fā)生相互作用，提高催化活性和選擇性。也可以與活性組分一起經(jīng)共沉淀、混合等方法制得催化劑。無催化活性的α-Al2O3雖然比表面積小，負(fù)載能力也小，但它的熱穩(wěn)定性好，可作為烴類氣相氧化用催化劑和貴金屬催化劑的載體。
經(jīng)由特定低溫脫水可得活性氧化鋁，是一種多孔物質(zhì)，密度小，表面積大(每克的表面積 可達(dá)數(shù)百平方米)，孔隙率大，因此可吸附水蒸氣和多種氣體、液體分子。常用作催化劑、催化劑載體和吸附劑。是一類使用最為廣泛的催化劑載體，用量約占工業(yè)上負(fù)載型催化劑的70%。也常用作干燥劑，其干燥能力不亞于五氧化二磷。
本信息由Chemicalbook曉楠編輯（2015-08-07）。1、氧化鋁性質(zhì)的多樣化使之具有廣泛的用途，但90%以上是用于制取金屬鋁，其余部分用作塑料及其他高分子制品的填料，吸附劑和催化劑、醫(yī)藥、化妝品和化工制品的原料，陶瓷、磨料及耐火材料等等。中國習(xí)慣將其稱為特種氧化鋁或多品種氧化鋁。它的品種和需要有日漸增長的趨勢。
2、氧化鋁是電解法制金屬鋁的主要原料，所用的氧化鋁越純煉出的鋁就越純。由于提純鋁比提純氧化鋁更困難，所以電解前氧化鋁的提純非常重要。氧化鋁是地殼主要成分之一，鋁礦主要有鋁土礦Al2O3·2H2O，明 礬 石 (AlO)2SO4· 9H2O，鋁 粘 土H2Al(SiO4)·H2O等。我國鋁礦資源非常豐富，如臺灣、山東、山西、貴州、昆明、河北、河南、遼寧等地儲量都很大。天然鋁土礦是制取氧化鋁的最好原料，一般含量可達(dá)40%～60%，其余主要為 二氧化硅、氧化鐵及稀散元素等雜質(zhì)。利用它們化學(xué)性質(zhì)上的共性和個性可將氧化鋁與其他雜質(zhì)分開，提純的方法主要有酸法與堿法兩種?；钚匝趸X即γ型氧化鋁，是一種多孔物質(zhì)，每克內(nèi)表面積可高達(dá)數(shù)百平方米，有極高的活性，可吸附水蒸氣和許多氣體、液體分子，常用做吸附劑、催化劑載體和干燥劑。
3、人工制得的氧化鋁纖維是以氧化鋁為主要成分，約含5%二氧化硅(用以穩(wěn)定氧化鋁的晶相)，常用作鋼鐵工業(yè)中各種熱處理爐及石油化工中裂解爐等的隔熱爐襯，核反應(yīng)堆和航天飛機的隔熱材料以及輕合金的增強材料等。氧化鋁纖維即是多晶氧化鋁纖維。它是采用膠體法或有機纖維浸漬法(有機纖維先驅(qū)體法) 制造的，其結(jié)構(gòu)是呈微晶形態(tài)，這樣就排除了采用熔吹法制成的纖維有再結(jié)晶粉化的缺點。這種纖維在常溫和高溫下都有很大的強度，耐使用溫度高、容重小、化學(xué)穩(wěn)定性好、保溫性強、介電和吸音性能優(yōu)良等。用作生產(chǎn)金屬鋁原料的氧化鋁被稱為冶金級氧化鋁。冶金級氧化鋁的質(zhì)量對金屬鋁質(zhì)量、生產(chǎn)能耗、環(huán)境保護都有重大影響。因此，對冶金級氧化鋁質(zhì)量有一定要求。這些要求主要包括雜質(zhì)含量和物理性質(zhì)兩個方面。在物理性質(zhì)方面要求粒度較粗而且均勻，流動性好而又不致飛揚，具有良好的吸附能力而又易溶于在鋁電解質(zhì)中。煅燒程度較低的“砂狀”氧化鋁已成為氧化鋁生產(chǎn)的主流，粒度細(xì)而煅燒程度高的“面粉狀”氧化鋁已趨于淘汰。對冶金級氧化鋁質(zhì)量的一般要求列舉于表。對氧化鋁質(zhì)量要求，由于各個廠家所遵循產(chǎn)品規(guī)范的具體情況不同而常存在差別。表中所列的磨損系數(shù)是一種表征氧化鋁強度的指標(biāo)，它是指氧化鋁試樣在一定條件下氣動輸送在管道中循環(huán)后，新增的-0.044mm粒級的含量。

上面的表格是對冶金級氧化鋁質(zhì)量的一般要求。氧化鋁陶瓷是接近惰性的生物陶瓷。植入體內(nèi)及其表面生成極薄的纖維膜，具有良好的生物相容性。陶瓷與組織間為物理性結(jié)合，故必須在種植體上鉆孔或制成表面螺紋、溝槽，以利骨和纖維組織長入來增強固位。有單晶和多晶兩種。多晶氧化鋁陶瓷系氧化鋁粉末燒成，可用以制作人工牙根、人工骨和人工關(guān)節(jié)等。單晶氧化鋁系滔熔法制成，比多晶氧化鋁的機械強度更高。由于其高彈性模量，咀嚼時對牙槽骨會產(chǎn)生慢性機械刺激，導(dǎo)致組織的慢性炎癥和其他不良后果。也可制成多孔氧化鋁陶瓷，但孔徑要大于250μm才能允許骨組織長入其中；表面含孔率不應(yīng)超過50%，否則強度將大為降低。白色或微紅色棒狀物。 不溶于水，微溶于堿和酸。用于拋光磨料、人造牙齒、人造骨骼、磁帶、顯像管、紅藍(lán)寶石、電氣用高密度陶瓷基片等用于制造人造寶石，YAG激光晶體的主要配件和集成電路基板。用作分析試劑以及高壓鈉燈電弧管高級陶瓷原料。用于鍛造的加熱爐、均熱爐等工業(yè)用的高溫爐?？勺髅芊獠牧虾吞畛洳牧?。還可作強化用補強纖維，窯爐的爐襯，電子元件(IC板、鐵氧體)的煅燒爐等。用作催化劑和催化劑載體，是石油煉制和石油化工中主要的催化劑和載體。還用作空氣及其他氣體的脫濕劑，變壓器油和透平油的脫酸劑。用于稀土三基色熒光粉、長余輝熒光粉原料、亞微米/納米級研磨材料等用于功能陶瓷、電子陶瓷、激光材料、吸附劑、層析用等用作分析試劑、催化劑可用作研磨材料和耐火材料用作干燥劑、吸附劑、催化劑載體用作硅酸鋁纖維結(jié)合劑、催化劑載體、紡織助劑等用作催化劑載體、催化劑、粘結(jié)劑等制藥廠生產(chǎn)VB12作吸附劑，油漆工業(yè)中的填料，在石油工業(yè)中可作助燃劑廣泛用于生產(chǎn)高鋁陶瓷和高檔耐火材料及電子原器件、火花塞、電容器、剛玉制品、陶瓷器具、耐磨模具等用作柱色譜吸附劑、拋光劑、硅晶切片粘合劑用于薄層色譜分析，也用作吸附劑和催化劑載體用作石油化學(xué)工業(yè)中的干燥劑、凈化劑、催化劑及催化劑載體納米氧化鋁由于粒徑細(xì)小，可用來造人造寶石、分析試劑以及納米級催化劑和載體，用于發(fā)光材料可大大提高其發(fā)光強度，對陶瓷、橡膠增韌、要比普通氧化鋁高出數(shù)倍，特別是提高陶瓷的致密性、光潔度、冷熱疲勞等。納米氧化鋁主要用于YGA激光晶的主要配件和集成電路基板，并用在涂料中來提高耐磨性。 應(yīng)用范圍： 1、 透明陶瓷：高壓鈉燈燈管、EP-ROM窗口； 2、 化妝品填料； 3、 單晶、紅寶石、藍(lán)寶石、白寶石、釔鋁石榴石； 4、 高強度氧化鋁陶瓷、C基板、封裝材料、刀具、高純坩堝、繞線軸、轟擊靶、爐管； 5、其制備方法有酸法，堿法和醇鋁法三種。目前國內(nèi)主要采用堿法，少數(shù)廠家采用醇鋁法。
酸法將硫酸鋁配成6%的水溶液，加入中和槽中，再將液氨配成15%～20%的氨水，按計算量將氨水快速加入，在強烈攪拌下于室溫反應(yīng)40～60 min，至pH值達(dá)到8～9左右時，反應(yīng)基本完成。將生成的沉淀物經(jīng)壓濾、用無離子水洗滌除去雜質(zhì)離子，洗滌水中一般加少量氨水調(diào)節(jié)pH值為8～9，以防洗滌過程中氫氧化鋁發(fā)生膠凝過程而引起物料損失。將洗滌過的沉淀物加入少量33%的硝酸溶液，在強烈攪拌下生成膠狀料漿(此過程稱為打漿)。再經(jīng)噴霧干燥，將得到的微球形氫氧化鋁擠條成型，在550℃下焙燒活化4h，即脫水形成活性氧化鋁。其
A12(SO4)3+6NH3?H2O→2AI(OH)3↓+3(NH4)2SO4
2AI(OH)3→A12O3+3H2O
堿法把工業(yè)固體燒堿加水配成濃度為600 g/L的燒堿溶液，在50～80℃下加入氫氧化鋁后升溫至110℃，保溫3 h進行反應(yīng)，將所得溶液用水稀釋至含氧化鋁為100g/L，靜置0.5～1h，經(jīng)過濾，除去氫氧化鐵等不溶性雜質(zhì)，再將清液和20%硝酸溶液按照一定比例進行中和反應(yīng)，溫度控制在30～50℃下，控制pH 7～7.5，反應(yīng)10 min 左右以后，再將反應(yīng)液在常溫攪拌下老化2h，經(jīng)過濾、用無離子水多次洗滌、于110℃烘干、擠條成型、干燥、500℃活化4h，制得活性氧化鋁。其
AI(OH)3+NaOH→NaAIO2+2H2O
NaAIO2+HNO3→AI(OH)3+NaNO3
2AI(OH)3[△]→A12O3+3H2O
醇鋁法將金屬鋁片加入異丙醇溶液中進行反應(yīng)，生成異丙醇鋁，通過水蒸氣鼓泡(入口溫度180℃，水解溫度175℃)，使異丙醇鋁水解，生成水合氧化鋁，經(jīng)熟化、過濾、于100℃干燥、500℃脫水活化，制得活性氧化鋁。其
Al+3(CH3)2CHOH→(C3H7O)3AI+H2↑
2(C3H7O)3AI+4H2O→A12O3?H2O+6C3H7OH
A12O3?H2O[△]→A12O3+H2O將有機鋁化合物如三烷基鋁加水聚合成黏稠的聚合物溶液，再加入烷基硅酸鹽和有機溶劑。將其用通常的干式紡絲法制成有機鋁化合物纖維。將一次纖維加熱無機化，在1000℃的高溫下煅燒成氧化鋁纖維。
在A12(OH)3 C13?2H2O的水溶液中加入亞微細(xì)粒子的α-Al2O3微粉和六水氯化鎂，制成黏稠的一次纖維，在纖維表面形成SiO2玻璃涂層，進一步制成氧化鋁長纖維。
在鋁鹽水溶液中加入聚環(huán)氧硅氧燒和有機高分子化合物制成黏稠的一次纖維，再加工成δ-A12O3短纖維。高溫快脫法：將氫氧化鋁(水合氧化鋁)經(jīng)高溫快速脫水、成型、水熱處理及干燥后制得成品。
炭化鋁膠法：將氫氧化鋁和氫氧化鈉混合，再經(jīng)中和、二氧化碳碳化、水洗、壓濾、干燥、粉碎、捏合、擠條、干燥、煅燒等過程制得成品。
噴霧干燥法：將氫氧化鋁與工業(yè)硫酸反應(yīng)，再經(jīng)堿液中和、水洗、噴霧干燥、煅燒等過程制得成品。
油柱成型法：將鋁錠用工業(yè)鹽酸溶解，再經(jīng)油柱成球、水洗、干燥、煅燒等過程制得成品。
制備過程中各種條件，特別是沉淀條件對產(chǎn)品的晶型、表面積、孔結(jié)構(gòu)等影響很大，一般地，低溫、低 pH 值下易得到無定形氫氧化鋁及擬薄水鋁石，高 pH 值易生成三水鋁石。擬薄水鋁石在 430～500℃下，煅燒得到γ-Al₂O₃，β三水鋁石在 300℃煅燒得到 η-Al₂O₃。高純銨明礬熱解法以硫酸鋁、硫酸銨為原料合成銨明礬(硫酸鋁銨)，經(jīng)脫水、熱解生成氧化鋁，再經(jīng)轉(zhuǎn)相制得γ-，α-氧化鋁。