Различные модификации и разновидности оксида алюминия ши­роко применяются для приготовления катализаторов [127]. Исполь­зуемый в качестве носителя бифункциональных катализаторов ри­форминга, промотированный хлором или фтором оксид алюминия играет важную роль в катализе, поскольку на нем протекают кис­лотно-катализируемые реакции. Поэтому большое значение имеют физико-химические свойства оксида алюминия, а также содержание в нем примесей. Регулирование свойств оксида алюминия достигается за счет изменения методов и условий синтеза исходной гидроокиси и ее последующей обработки (промывки, формовки, сушки и прока­ливания).

Существует несколько модификаций гидрооксида алюминия: 1) аморфный, содержащий до 40% связанной воды; 2) кристалличе­ские тригидраты — байерит и гидраргиллит (иначе называемый гиббситом) с общей формулой А1(ОН)₃ или А1₂О₃-ЗН₂О; 3) кристал­лические моногидраты — бемит и диаспор; общая формула А1ООН, или А1₂О₃-Н₂О; для катализа интерес представляет только бемит.

При прокаливании все гидроксиды, за исключением диаспора, переходят в более или менее хорошо окристаллизованные фазы, называемые переходными фазами оксида алюминия. В интервале температур существования каждой переходной фазы по мере повы­шения температуры прокаливания происходит удаление структурно-связанной воды и рост кристаллов данной фазы до определенного предела, после которого кристаллическая решетка перестраивается и образуется новая фаза. Превращение заканчивается при темпера­туре выше 1000 °С образованием стабильной фазы — корунда (обо­значаемого α-А1₂О₃). Диаспор переходит в α-А1₂О₃, минуя переход­ные фазы.

Переходные  фазы  можно  сгруппировать  следующим  образом:

1. фазы,   содержащие   1—2%   хемосорбированной  воды  или  воды гидроксильных  групп,  образуются  и стабильны при 300—750 °С; представлены   тремя   модификациями: γ-А1₂О₃,,    η-А1₂О₃,    χ-А1₂О₃;
2. фазы, содержащие 0,1—0,5% воды; они представлены тоже тремя модификациями: σ-А1₂О₃, ύ-А1₂О₃, χ-А1₂О₃. Интервал существования этих фаз 850—1100°, удельные поверхности 50—100 м²/г.

Разновидности σ-А1₂О₃ и ύ-А1₂О₃ используются для приготовле­ния катализаторов, но в сравнительно небольших масштабах. Наи­больший интерес для катализа представляют γ-A1₂O₃ и η-A1₂O₃. обладающие высокой и активной удельной поверхностью. Их на­зывают также — активный   оксид   алюминия.

Рис. 2.1. Схема химических превращений гидроксида и оксида алюминия.

На рис. 2.1 представлена принципиальная схема фазовых пере­ходов гидроксидов и оксидов алюминия в результате термической обработки осадков, получаемых осаждением из растворов солей алюминия или алюмината натрия. Фактический путь от свежеосажденного гидроксида алюминия до конечного оксида значительно сложнее, так как имеется много возможных направлений образова­ния и превращения исходных гидратов.