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化学において、アルミネートは、アルミニウムのオキシアニオンを含む化合物であり、例えばアルミン酸ナトリウムなどである。無機化合物の命名においては、中心にアルミニウム原子を持つ多原子アニオンを示す接尾辞である。 [1]
アルミネートオキシアニオン
酸化アルミニウム(アルミナ) は両性で、塩基と酸の両方に溶解します。塩基に溶解すると、水酸化アルミニウムまたはアルミニウム塩と同じようにヒドロキシアルミネートイオンを形成します。ヒドロキシアルミネートまたは水和アルミネートは沈殿させてから焼成すると無水アルミネートができます。アルミネートは塩基性酸化物と酸化アルミニウムの組み合わせとして配合されることが多く、たとえば無水アルミン酸ナトリウム NaAlO 2の式は Na 2 O·Al 2 O 3と示されます。アルミネートオキシアニオンには次のようなものが知られています。
- 最も単純なのは、ほぼ四面体AlOである。5−4
5−4化合物Na 5 AlO 4中に存在し、[2] - フレームワークAlO−
2無水アルミン酸ナトリウムNaAlO 2 [3]とアルミン酸一カルシウムCaAl 2 O 4中のイオンは、角を共有する{AlO 4 }四面体で構成されています。 [4] - 環状アニオンである環状Al
6お18−18
陰イオンは三カルシウムアルミネート（Ca 3 Al 2 O 6）に含まれ、6つの頂点を共有する{AlO 4 }四面体で構成されていると考えられる。 [5] - 環が結合して鎖を形成している化合物Na 7 Al 3 O 8には多数の無限鎖アニオンが含まれており、Na 7 Al 13 O 10とNa 17 Al 5 O 16には個別の鎖アニオンが含まれています。[6]
アルミニウムを含む混合酸化物
アルミニウムを含む混合酸化物には、個別またはポリマーのアルミネートイオンが存在しないものが多数あります。一般式Aのスピネルは、2歳以上
B3+
2お2−4
...鉱物スピネル自体のようにアルミニウムをAl 3+として含むMgAl 2 O 4は、立方最密充填されたO原子と八面体位置にあるアルミニウムAl 3+を含む混合酸化物です。[7]
BeAl 2 O 4 （クリソベリル）はオリビンと同形であり、六方最密充填酸素原子と、八面体位置にアルミニウム、四面体位置にベリリウムを有する。 [8]
一般式MAlO 3の酸化物の中には、アルミネートやオルトアルミネートと呼ばれるものもあり、例えばYAlO 3、イットリウムオルトアルミネートは混合酸化物であり、ペロブスカイト構造を持っています。[9] Y 3 Al 5 O 12（通常YAGと呼ばれます） などの酸化物はガーネット構造を持っています。[7]
ヒドロキソアルミネート
Al (OH)−
4陰イオンはAl(OH) 3の高pH溶液中で知られている。[6]
アルミネートガラス
アルミナは、現在の技術では単独ではガラス状にすることは容易ではないが、第2の化合物を加えることで、多くの種類のアルミネートガラスを形成することができる。生成されたガラスは、高屈折率、優れた赤外線透過性、高融点、レーザー活性イオンや蛍光イオンをホストする能力など、興味深く有用なさまざまな特性を示す。空気力学的浮上は、多くのアルミネートガラスの研究と製造に使用される重要な方法である。浮上により、2,000 K (1,700 °C) を超える温度でも溶融物に高い純度を維持することができる。[10]
酸化アルミニウムと二成分系でガラスを形成することが知られている物質には、希土類酸化物、アルカリ土類酸化物（CaO、SrO、BaO）、酸化鉛、二酸化ケイ素などがあります。
また、Al 2 O 3（アルミネート）系はサファイアのようなガラスセラミックを形成することが発見されています。多くの場合、この能力はガラス形成能力とガラス安定性の相互作用がほぼバランスのとれた組成に基づいています。[11]
アルミネートの用途
アルミン酸ナトリウム（NaAlO 2 ）は、染色の媒染剤として工業的に使用されており、水和物は浄水、紙のサイズ剤、石油化学産業におけるゼオライト、セラミックス、触媒の製造に使用されています。アルケンとアミンの異性化プロセスでは[12]、 カルシウムアルミネートはセメントの重要な成分です。[6]
Li 5 AlO 4は原子力産業で使用されている。[13]
無機化合物の命名に使用されるアルミネート接尾辞
例:
- テトラクロロアルミン酸イオンAlCl−
4例えば四塩化アルミン酸リチウムに含まれています。[6] - テトラヒドロアルミネートイオンAlH−
4例えばリチウムアルミニウム水素化物に含まれています。[6] - ヘキサフルオロアルミン酸イオンAlF3−6
3−6例えば、六フッ化アルミン酸ナトリウムに含まれています。[6]
新しい原料を使用したアルミネート
最近の多くの研究は、廃棄物処理の効果的な解決策に焦点を当てています。これにより、一部の残留物が多くの産業向けの新しい原材料に生まれ変わりました。このような成果により、エネルギーと天然資源の使用量が削減され、環境への悪影響が軽減され、新しい仕事の分野が生まれます。
金属産業、特にアルミニウム産業が良い例です。アルミニウムのリサイクルは、製造廃棄物と消費者廃棄物の両方から資源を回収するため、環境に有益な活動です。以前は廃棄物とみなされていたスラグやスクラップは、現在では収益性の高い新しい産業の原料となっています。現在有害廃棄物とみなされているアルミニウム残留物を使用して作られた材料には付加価値があります。現在の研究では、この廃棄物を使用してガラス、ガラスセラミック、ベーマイト、アルミン酸カルシウムを製造する方法が調査されています。[14]
注記
- ^ 無機化学命名法 IUPAC 勧告 2005 – 全文 (PDF)
- ^ Barker, Marten G.; Gadd, Paul G.; Begley, Michael J. (1981). 「初のアルカリに富むアルミン酸ナトリウム Na 7 Al 3 O 8および Na 5 AlO 4の製造と結晶構造」。Journal of the Chemical Society、Chemical Communications (8): 379. doi :10.1039/c39810000379. ISSN 0022-4936。
- ^ Barker, Marten G.; Gadd, Paul G.; Begley, Michael J. (1984). 「ナトリウム-アルミニウム-酸素系における3つの新規化合物の同定と特性評価」Journal of the Chemical Society, Dalton Transactions (6): 1139. doi :10.1039/dt9840001139. ISSN 0300-9246.
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- ^ López Delgado, A. および Tayibi, H. 「有害廃棄物は原料になるか? アルミニウム残留物のケーススタディ: レビュー」 webofknowledge.com。2012 年 5 月。ページ: 474–484。2012 年 10 月 9 日にアクセス