آلومینیوم فسفات : خواص، کاربردها، سنتز در زئولیت!

 

آلومینیوم فسفات یک ترکیب شیمیایی به شکل پودر سفید رنگ است که در طبیعت به عنوان ماده معدنی برلینیت ظاهر می شود. تاکنون بسیاری از اشکال مصنوعی این ترکیب شناخته شده اند.

 

این مواد ساختارهای چارچوبی مشابه زئولیت دارند و بعضی از آنها به عنوان کاتالیزور، مبدل های یونی یا غربال های مولکولی استفاده می شوند. ژل تجاری آلومینیوم فسفات نیز موجود می باشد.

 

تتراهدرال های AlO۴ و PO۴ متناوب هستند. مانند کوارتز، فسفات آلومینیم دارای خصوصیات دستکاری و پیزوالکتریک است. نوع  کریستالی (برلینیت) در صورت گرم شدن، به فرم های تریدیمیت و کریستوبالیت تبدیل می شود و این نمایانگر رفتار دی اکسید سیلیسیم است.

 

خواص و مشخصات شناسایی آلومینیوم فسفات

 

خواص  مشخصات
شکل فیزیکی                                                                 پودر سفید فرمول شیمیایی                                                                            AlPO۴
دانسیته                                                                   (g/cm۳)۲.۵۶۶ وزن مولکولی                                                        (g/mol) 121.952
نقطه ذوب                                                                        (۰C)1800 شماره (CAS No)                                                             ۷۷۸۴-۳۰-۷
حلالیت در آب                                                                      نامحلول نام به انگلیسی                                     Aluminum phosphate

 

نمونه دی هیدرات آلومینیم فسفات به عنوان ماده معدنی واریسیت و متا واریسیت یافت می شود. این ماده ساختاری دارد که می توان آن را مونتاژ واحدهای تترا و هشت ضلعی آنیون های فسفات، کاتیون های آلومینیوم و آب دانست.

 

کاربردهای فسفات آلومینیوم

 

الک های مولکولی

 

کاربردهای فسفات آلومینیوم

 

بسیاری از الک های مولکولی آلومینیم فسفات وجود دارد که به طور کلی به آنها “ALPO” گفته می شود. اولین ترکیبات در سال ۱۹۸۲ گزارش شدند که همه آنها دارای ترکیب شیمیایی مشابه هستند و دارای ساختارهای چارچوبی با حفره های ریز متخلخل می باشند.

 

این چارچوب ها از تتراهیدرات AlO۴ و PO۴ متناوب ساخته شده اند. ساختارهای چارچوب آلومینوفسفات در جهت گیری و تشکیل حفره هایی در اندازه های مختلف متفاوت هستند و از این نظر شبیه زئولیت های آلومینوسیلیکات می باشند که در داشتن چارچوب های دارای بار الکتریکی متفاوت هستند.

 

یک آماده سازی معمول از یک آلومینوفسفات شامل واکنش گرمابی اسید فسفریک و آلومینیوم به شکل هیدروکسید، یک نمک آلومینیوم مانند نمک نیترات آلومینیوم یا آلکوکسید تحت pH کنترل شده در حضور آمین های آلی است.

 

این مولکول های آلی به عنوان الگوهایی عمل می کنند که اکنون اصطلاحاً به آنها عوامل هدایت کننده ساختار، SDA گفته می شود که جهت رشد چارچوب متخلخل را هدایت می کنند.

 

سایر موارد مصرف

 

سایر موارد مصرف

 

همراه با هیدروکسید آلومینیوم، فسفات آلومینیم یکی از رایج ترین مواد کمکی ایمنی سازی در واکسیناسیون است. استفاده از کمکی آلومینیوم به دلیل ارزان بودن، سابقه طولانی استفاده، ایمنی و کارایی با اکثر آنتی ژن ها بسیار گسترده است.

 

مشابه هیدروکسید آلومینیوم، از آلومینیم فسفات به عنوان ضد اسید استفاده می شود که از طریق تشکیل تری کلراید آلومینیوم اسید معده را خنثی می کند.

 

تا ۲۰ درصد آلومینیوم از نمک های ضد اسید بلعیده شده، می تواند از دستگاه گوارش جذب شود. علی رغم برخی نگرانی های تایید نشده در مورد اثرات عصبی آلومینیم، نمک های فسفات آلومینیوم و هیدروکسید، تصور می شود که این ماده به عنوان داروهای ضد اسید در مصارف طبیعی، حتی در دوران بارداری و شیردهی به کار می رود.

 

موارد دیگر کاربرد فسفات آلومینیم در ترکیب یا بدون ترکیبات دیگر، رنگ های سفید برای رنگدانه ها، بازدارنده های خوردگی، سیمان های دندانی است.

 

ترکیبات مرتبط آلومینیوم فسفات نیز کاربردهای مشابهی دارند. به عنوان مثال، Al(H۲PO۴)۳ در سیمان های دندانی، پوشش های فلزی، ترکیبات لعاب و چسب های نسوز استفاده می شود.

 

ترکیب و ساختار اتصال دهنده آلومینیوم فسفات

 

در مقاله ای که در سال ۲۰۱۹ میلادی منتشر شده است، برای بررسی مسیرهای واکنش و محصولات سنتز شده اسید فسفریک و هیدروکسید آلومینیوم در نسبت های مختلف مولار Al / P، از تجزیه و تحلیل نظری و تکنیک های مختلف آزمایش استفاده شده است.

 

نتایج این پژوهش نشان می دهد که: (الف) وقتی نسبت مولی اسید فسفریک/هیدروکسید آلومینیوم ۱:۳ باشد، واکنش فسفات دی هیدروژن آلومینیوم استوکیومتریک (Al(H۲PO۴)۳) تولید می کند،

 

(ب) هنگامی که میزان Al(OH)۳ بیش از حد باشد، یک فسفات دی هیدروژن آلومینیوم مونوهیدروکسی ظاهر می شود، که ناپایدار است و طبق دو مسیر واکنش ادامه خواهد داد.

 

آزمایش های چسبندگی این کار نشان می دهد که دی هیدروژن فسفات آلومینیوم بهترین عملکرد پیوندی را دارد که از ویسکوزیته پایین آن بهره می برد.

 

آلومینیوم فسفات در زئولیت ها

 

آلومینیوم فسفات در زئولیت ها

 

تشکیل اتصال دهنده آلومینیوم فسفات در زئولیت ها به عنوان پروب شده با میکروسکوپ جذب اشعه X، عنوان مقاله ای می باشد که در سال ۲۰۱۴ منتشر شده است.

 

در این کار، سه زئولیت صنعتی مرتبط با توپولوژی چارچوب MOR ،FAU و FER در توانایی آنها برای تشکیل یک فاز فسفات آلومینیم با واکنش یک پیش ماده فسفات با آلومینیوم چارچوب اخراج شده بررسی شده اند.

 

بر اساس نتایج این پژوهش مشخص شد در حالی که این ماده در خارج از سیستم کانال زئولیتیک متبلور می شود، نمونه ای که در داخل آن باقی می ماند تمایل دارد بیشتر آمورف بماند.

 

پارامترهایی که در سنتز آلومینیوم فسفات در نظر گرفته شده اند، نسبت چارچوب Si/Al، پایداری چارچوب آلومینیوم، ابعاد منافذ و قابلیت دسترسی انواع آلومینیم خارج چارچوب هستند.