Je aktivovaná hlinitá vodivá?

Aktivovaná oxid hlinitáje nepostradatelnou podporou adsorbentu a katalyzátoru v chemickém, environmentálním a energetickém průmyslu. To často vyvolává otázku: vede aktivovaná oxid elektřina? Odpověď není jednoduchá „ano“ nebo „ne“, ale spíše závisí na jeho stavu a prostředí.

Přímá odpověď zní: čistá, suchá aktivovaná oxid alumina samotná je vynikajícím elektrickým izolátorem a neprovádí elektřinu.

I. Proč je aktivovaná alumina neodmyslitelně non - vodivá?

Aktivovaná oxid hlinitá je porézní, vysoce rozptýlený pevný materiál, chemicky forma oxidu hliníku. Na základě teorie pásma má Alumina velmi široká pásmová mezera, až ~ 8-9 eV. To znamená, že při teplotě místnosti se elektrony ve svém valenčním pásmu snaží získat dostatečnou energii pro přechod na vodivé pásmo, což brání tvorbě volně mobilních nosičů nabíjení (elektrony nebo otvory). V důsledku toho je jeho vnitřní vodivost extrémně nízká, což z ní činí typický izolátor.

Ii. Za jakých okolností vykazuje aktivovaná hlinitá vodivost?

Ačkoli čistá aktivovaná oxid hlinitá není vodivá, může za určitých podmínek vykazovat určitou vodivost nebo být použity ve vodivých kompozitních materiálech. Je to primárně způsobeno následujícími faktory:

1. adsorbované látky (primární důvod)

Hlavními vlastnostmi aktivovaného oxidu jsou její velká povrchová plocha a silná adsorpční kapacita. Může adsorbovat molekuly vody a různé chemikálie z prostředí.

Adsorbovaná voda (H₂O): Při adsorbování vytváří molekuly vody na povrchu oxidu vodního filmu. Tento vodní film obsahuje stopová množství iontů H⁺ a OH⁻ (v důsledku autoionizace vody). Když je aktivovaná alumina vystavena vlhkosti, tento iontový vodní film poskytuje cestu pro iontové vedení, což výrazně zvyšuje jeho povrchovou vodivost. Jakmile se jeho izolační vlastnosti vrátí.

Adsorbované další elektrolyty: Pokud aktivované oxidem aluminy adsorbuje elektrolyty, jako jsou soli, kyseliny a báze z prostředí nebo jiných zdrojů, tyto látky také ionizují a uvolňují ionty, což dále zvyšuje jeho iontovou vodivost.

2. doping nečistoty

Pokud jsou během procesu přípravy zavedeny určité nečistoty kovových iontů (jako je Na⁺ a Fe⁺) nebo po zpracování po -, mohou tyto nečistoty zavést úrovně defektů v krystalické mřížce oxidu, což do jisté míry snižuje její odpor, ale obecně stále daleko od úrovně vodiče.

3. jako součást kompozitních materiálů

Toto je nejběžnější aplikace aktivované oxidem aluminy související s „vodivostí“. Ačkoli to není ze své podstaty vodivé, lze jej použít jako:

Podpora katalyzátoru: Katalyticky aktivní drahé kovy (jako jsou PT a PD) nebo oxidy kovů jsou naneseny na velkou povrchovou plochu aktivovaného oxidu. Tyto aktivní komponenty jsou obvykle vodivé nebo polovodivé, takže celá částice katalyzátoru vodivá v makroskopickém měřítku.

Potahování lithiové baterie: Ve vysokém - výkonnostní lithium - iontové baterie, na separátor se aplikuje extrémně tenká vrstva aktivovaného oxidu nebo jiného keramického materiálu. Tato vrstva oxidu hliníku stále izoluje; Jeho účelem je zlepšit tepelnou odolnost proti separátoru, mechanickou pevnost a smáčivost elektrolytu, zabránit zkratům mezi pozitivními a negativními elektrodami, spíše než provádět elektřinu. Umožňuje lithiovým iontům procházet iontovým vedením, ale také poskytuje elektronickou izolaci.

Iii. Shrnutí

Stručně řečeno,aktivovaná oxid hlinitáje izolátor ve svém objemu. Obecně předpokládáme, že není vodivá. Jakékoli vodivé chování, které vykazuje, je způsobeno adsorpcí povrchu nebo jako součást kompozitního materiálu.