Гидроксид алюминия — амфотерное вещество, способное к адсорбции и обмену ионов из раствора. Активные группы в этом обмене — гидроксилы и протоны гидроксильных групп. Относительная сила и способ­ность к обмену с другими иона­ми зависит от рН среды, в ко­торой образовался осадок гидроксида, и от рН раствора, в котором происходит взаимодействие с посторонними ионами. В щелочной среде (рН > 9) преобладает адсорбция катионов, в кислой предпоч­тительно адсорбируются анионы: поэтому при осаждении из раствора алюмината натрия, осадок, полученный в щелочной среде, содержит примесь натрия, а осажденный в кислой среде — хемосорбирует анион кислоты, взятой для осаждения. В изоэлектрической точке (точка нулевого заряда, рН = 9,0), адсорбция катионов и анионов эквивалентна и осадок наименее загрязнен примесями.

Прокаленный активный оксид алюминия содержит в зависимости от температуры прокаливания и давления паров воды от нескольких десятых процента до 5% воды. Эта вода в зависимости от температуры термической обработки находится либо в виде гидроксилов, либо в виде хемосорбированных молекул. С помощью ИК-спектроскопии показано [142], что оставшиеся в оксиде алюминия молекулы водыпо мере повышения температуры сушки реагируют с оксидом алюминия с образованием поверхностных гидроксильных групп. При более высоких температурах ионы ОН^- постепенно удаляются в виде Н₂О, но несколько десятых процента воды остаются в оксиде даже при   1000 °С.                            

Ионы ОН^-, находящиеся на поверхности оксида алюминия, как и гидроксилы коллоидного осадка гидроксида алюминия, способны к обмену с анионами и катионами. Так, способность к адсорбции анионов определяет избирательный характер поглощения из рас­твора анионов платинохлористоводородной кислоты и необходимость подавления этой избирательности путем введения в раствор конкурирующих анионов других кислот. Адсорбция из щелочного раствора ионов натрия приводит к отравлению кислых центров оксида алюми­ния [136, 137].

Активные центры оксида алюминия не сводятся только к гидроксилам, которые можно рассматривать как кислые центры Бренстэда. В процессе дегидратации ионы гидроксилов постепенно уда­ляются и на поверхности остаются координационно-ненасыщенные ионы кислорода и алюминия, которые являются кислотными цен­трами Льюиса. Сам факт существования поверхностных кислотных центров в различных модификациях оксида алюминия подтвержден результатами, ряда работ [134, 140, 143]. Показано; что эти центры могут значительно различаться по силе. В работе [145] определено наличие в оксиде алюминия А-64 кислотных центров в интервале Н_о от —8,2 до 3,3.

Установлено, что кислотность поверхности оксида алюминия обусловлена, в основном, апротонными центрами, в то время, как бренстедовская кислотность оксида выражена слабо [148—150]. Кислотность и активность оксида алюминия имеют общий максимум, который обычно появляется после прокаливания в интервале 400—500 °С [143]. Это та температура, при которой моногидрат теряет воду и переходит в γ-оксид алюминия.