硝酸铝

概述

硝酸铝相对密度1.72，分子量375.13，熔点73.5℃，在73.5℃时失去1分子水成八水合物，热至115℃时成六水合物，至150℃时分解成为氧化铝，折光率1.54。150℃时分解。易溶于水、乙醇、丙酮、酸中，水溶液呈酸性。制法：用铝或氢氧化铝溶于相对密度为1.42的硝酸中，浓缩其溶液，经冷却后即得。无水物白色至浅黄色结晶。易潮解。相对分子质量213.00。不稳定。能升华。 市售品为九水合物，九水合物为无色斜方晶系结晶。有潮解性，是硝酸铝中最稳定的形态[3.4]。

制法

将金属铝或氢氧化铝溶于稀硝酸中，加热促使其溶解，过滤，除去未溶解物，将溶液浓缩，冷却后，可析出结晶。结晶为硝酸铝的水合物，其中结晶水的多少，取决于所用硝酸的浓度及冷却温度。如果硝酸的相对密度为1.42时，冷却温度为20℃，此时析出者为九水合物[2] 如果硝酸相对密度为1.50时，此时析出者为六水合物[Al(NO3)3bull6H2O]。如欲制备无水硝酸铝，使溴化铝与硝酸氯ClNO3在液体溴中，于- 7℃以下反应，可制得[1]。由于硝酸氯有爆炸性，反应时应注意。由于无水物极易吸湿，很容易转化为九水合物。
Al(OH)3+HNO3rarr[2]
3ClNO3+AlBr3rarr[1]

用途

用作制备氧化铝催化剂载体的原料 (利用硝酸铝与氨反应制备，副产物硝酸铵在催化剂活化时挥发掉)有机铝盐的原料革鞣制剂丝媒染剂抗汗剂缓蚀剂铀萃取剂有机合成的硝化剂等。

硝酸铝溶解制备增塑壳聚糖薄膜的结构与性能

江献财等的盐焗表明Ａｌ（ＮＯ３）３bull９Ｈ２Ｏ水溶液可溶解壳聚糖，溶解效果随Ａｌ（ＮＯ３）３bull９Ｈ２Ｏ 加量增加而增强，当Ａｌ（ＮＯ３）３bull９Ｈ２Ｏ加量较高时会破坏壳聚糖的成膜性，因此Ａｌ（ＮＯ３）３bull９Ｈ２Ｏ加量不宜过高，并不能通过提高Ａｌ（ＮＯ３）３bull９Ｈ２Ｏ加量来实现壳聚糖的增塑改性。加入甘油协同增塑改性后，可得到性能较好的Ａｌ（ＮＯ３）３bull９Ｈ２Ｏ壳聚糖膜。Ａｌ（ＮＯ３）３bull９Ｈ２Ｏ中的Ａｌ ３＋ 和ＮＯ３－ 能和壳聚糖大分子链上的－ＮＨ２和－ＯＨ发生相互作用，因此会对壳聚糖的结晶结构有破坏作用，起到增塑效果。甘油加入后会削弱这种相互作用，减弱Ａｌ（ＮＯ３）３bull９Ｈ２Ｏ对壳聚糖的结晶破坏效果。甘油加入后会提高壳聚糖薄膜的结晶度和透光率。Ａｌ（ＮＯ３）３bull９Ｈ２Ｏ和溶解过程中生成的Ａｌ（ＯＨ）３都是固体，而甘油是一种高沸点的有机小分子液体，两者复配可对壳聚糖起到较好的协同改性效果。以Ａｌ（ＮＯ３）３bull９Ｈ２Ｏ水溶液为溶剂，加入甘油改性制备得到的壳聚糖薄膜柔韧性好，显示出较好的力学性能。

硝酸铝在造纸中的应用

Sachtleben 的研发人员研究了用硝酸铝替代造纸用明矾的可行性。该系列产品的着眼点在于硝酸盐能够被生物降解为氮元素, 并以气体形式排出生产系统。因为这一反应的发生不需要充足的氧气, 并且远早于硫酸盐的生物降解, 所以, 在造纸过程中硫化氢的析出也可以得到明显的抑制。

硝酸铝纳米微粒的制备

王召亚等采用实验和CFD 模拟计算的方法对SAS 法备Al( NO3)3球形纳米粒过程进行了研究，探讨了Al( NO3)3纳米粒的粒径和形貌的影响因素及规律。选用Ｒealizable k-epsilon 方程完成CFD 建模，得到了釜内的流场变化，使过程可视化，为实验结果的分析讨论提供了有力的证据，也为进一步探索成核过程奠定了有益的基础。在实验范围内，通过探讨温度、压力、CO2流量的影响，得出以下结论。1) 在实验温度范围内，制得的Al( NO3)3纳米粒均为球形，升高温度会使颗粒的球形度下降，且当温度升至48 ℃时，纳米球之间黏结团聚。主要是由于随着温度的升高，成核机理转变为ldquo液滴成核rdquo所致。2) 随着温度的升高，粒径先减小后增大，48 ℃时最小。主要原因是，随着温度的升高，釜内喷嘴附近及其射流区内的有效扩散因子先增大后减小，引起成核速率先加快后减慢。同时，相对高温下，随着温度的升高，流体密度减小、表面张力降低对液滴直径变化引起两种相反的效应，相互竞争，并影响颗粒的大小。3) 随着压力的升高，粒径先减小后增大，在16 MPa时达到最小值。主要是由于随着压力的升高，有效扩散因子先增大后减小，在16 MPa 时最大同时，处于ldquo液滴成核rdquo区的相对低压下，随压力的升高，流体密度增加、表面张力降低，液滴直径会减小，形成较小颗粒。4) 随着CO2流量的增加，粒径增大。主要是由于随着CO2流量的增加，釜内有效扩散因子降低，且颗粒的生长过程起了主要作用引起的。

九水合硝酸铝导热系数

聂光华等用热敏电阻作加热元件和测温元件,首次测定了适合用作相变储能材料的九水合硝酸铝、八水合氢氧化钡导热系数的测定在10℃~80℃温度范围的导热系数,其实验值的不准确度分别为2.8%和3.2%.同时,还报道了九水合硝酸铝、八水合氢氧化钡实验中观测到的熔点依次为71℃和76℃,这些测量值在1℃~2℃的误差范围内与文献值相吻合.

急性毒性

LD50：264 mg/kg(大鼠经口)常用危险化学品的分类及标志 (GB 13690-92)：第5.1 类氧化剂。

水中溶解度(g/100ml)

不同温度(℃)时每100毫升水中的溶解克数:
60g/0℃66.7g/10℃73.9g/20℃81.8g/30℃88.7g/40℃
106g/60℃132g/80℃153g/90℃160g/100℃

参考文献

[1]顾翼东 主编.化学词典.上海：上海辞书出版社.1989.第865页
[2]马世昌 主编.化学物质辞典.西安：陕西科学技术出版社.1999.第726页.
[3]王大全 主编.精细化工辞典.北京：化学工业出版社.1998.第777页.
[4]沈鑫甫等 编.中学教师实用化学辞典.北京：北京科学技术出版社.2002.第166页
[5]申泮文,王积涛 主编.化合物词典.上海：上海辞书出版社.2002.第148页.
[6]安家驹 主编包文滁,王伯英,李顺平 合编.实用精细化工辞典.北京：中国轻工业出版社.2000.第1044页.
[7]江献财，翁 森，施莉巧. 硝酸铝溶解制备增塑壳聚糖薄膜的结构与性能[J]. 高分子材料科学与工程，2015，31（7）：64-68
[8]田超.用硫酸处理的硝酸铝在造纸中的应用[J].造纸化学品,2006,18(5):50.
[9]王召亚,张敏华,耿中峰等.SAS法制备硝酸铝纳米微粒的流场研究[J].化学工业与工程,2015,32(2):56-62.
[10]聂光华,李耀华,张志英等.九水合硝酸铝和八水合氢氧化钡导热系数的实验研究[J].能源研究与信息,2004,20(1):46-50.

化学性质

无色斜方晶系结晶。易溶于水、乙醇、丙酮、硝酸。其水溶液呈酸性。

用途

用于制催化剂、媒染剂、皮革鞣剂、防腐蚀抑制剂、其他铝盐及在核工业中用作盐析剂

类别

氧化剂

毒性分级

中毒

急性毒性

口服- 大鼠 LD50: 3654 毫克/ 公斤

刺激数据

皮肤- 兔子 500 毫克 轻度 眼睛- 兔子 100 毫克 重度

爆炸物危险特性

与还原剂、硫、磷等混合受热、撞击、摩擦可爆

可燃性危险特性

与有机物、还原剂、易燃物硫、磷混合可燃 燃烧产生有毒氮氧化物和氧化铝烟雾

储运特性

库房通风低温干燥 轻装轻卸 与有机物、还原剂、硫、磷易燃物分开存放

灭火剂

雾状水、砂土

职业标准

TWA 2 毫克 (铝)/ 立方米