Aktiviertes Aluminiumoxid ist eine Form von Aluminiumoxid, die sehr porös ist und sich mit bestimmten Flüssigkeiten und Gasen verbindet, ohne dass sich ihre chemische oder physikalische Form ändert. Aufgrund seiner hohen Porosität hat es ein hohes Verhältnis von Oberfläche zu Gewicht. Es wird häufig als Trockenmittel, zur Wasseraufbereitung und als Katalysator in Erdgas- und Raffinationsvorgängen verwendet.
Ein Trockenmittel ist ein Stoff mit einer hohen Affinität zu Wasser, der auf seine lokale Atmosphäre, z. B. in einem verschlossenen Behälter, austrocknend wirkt. Als Trockenmittel arbeitet aktiviertes Aluminiumoxid nach dem Verfahren der Adsorption. Dies sollte nicht mit dem bekannteren Absorptionsverfahren verwechselt werden. Absorption ist ein physikalischer Vorgang, bei dem eine Flüssigkeit angesaugt wird und die leeren Räume in einem Festkörper füllt, ohne sich daran zu binden. Adsorption hingegen ist ein Prozess, bei dem sich die in die Poren des Feststoffs eingesaugte Flüssigkeit tatsächlich chemisch mit dem Feststoff verbindet.
Wenn sie aktiviertem Aluminiumoxid ausgesetzt werden, binden sich Wassermoleküle in der Luft an das Aluminiumoxid, wodurch trockenere Luft entsteht. Wenn das Material erhitzt wird, gibt es das daran gebundene Wasser wieder an die Luft ab. Dieser Vorgang des Bindens und Freigebens von Wasser kann unbegrenzt wiederholt werden, was dieses Material zu einem der gebräuchlichsten Trockenmittel macht.
Es kann auch andere Materialien wie Arsen, Fluorid, Kupfer und Blei adsorbieren. Diese Fähigkeit macht es zu einem geeigneten Kandidaten für den Einsatz in Wasseraufbereitungsvorgängen. In vielen Fällen ist sie kostengünstiger als eine hochmoderne, groß angelegte Wasseraufbereitungsanlage. Für ländliche Gebiete und kleine kommunale Einrichtungen ist die Wasseraufbereitung mit aktiviertem Tonerde oft die Methode der Wahl.
Kleine Mengen Fluorid gelten im Allgemeinen als vorteilhaft für die Zahngesundheit, und in einigen Gebieten wird Fluorid absichtlich der öffentlichen Wasserversorgung zugesetzt. Hohe Fluoridkonzentrationen kommen jedoch an einigen Standorten natürlicherweise im Grundwasser vor. Dies stellt lokal ein Problem dar, da ein übermäßiger Fluoridverbrauch zu Fluorose, einer degenerativen Knochenerkrankung, führen kann. An manchen Orten kommt das Gift Arsen natürlich auch in gefährlich hohen Konzentrationen vor. Beide Substanzen können durch Adsorption mit aktiviertem Aluminiumoxid aus dem Trinkwasser auf akzeptable Werte gefiltert werden.
Dieses Material wird auch zur Reinigung von Regenwasserabfluss, Bergbauabfällen und zur Sanierung bereits kontaminierter Standorte verwendet. Regenwasser kann lösliche Metalle wie Kupfer und Zink von Industriestandorten, Recyclingzentren usw. aufnehmen. Abraumhalden im Zusammenhang mit Bergbaubetrieben können Substanzen wie Blei und Arsen in die nahegelegenen Gewässer auslaugen. Auch seit langem kontaminierte Standorte werden zur Sanierung identifiziert.
In all diesen Situationen kann aktiviertes Aluminiumoxid eine kostengünstige Möglichkeit sein, unerwünschte oder gefährliche Stoffe aus der Umwelt zu entfernen. Seine Fähigkeit, an diese Stoffe zu binden, ermöglicht es, diese in stabiler Form einzufangen. Bei der endgültigen Entsorgung des Materials gelangen unerwünschte Stoffe nicht wieder in die Umwelt, sondern bleiben an der Tonerde gebunden.
Auch in Erdgasbetrieben, Hütten und Raffinerien wird häufig aktiviertes Aluminiumoxid als sogenannter Claus-Katalysator eingesetzt. Bei chemischen Reaktionen ist ein Katalysator ein Stoff, der eine Reaktion beschleunigt, ohne selbst beeinflusst zu werden. Aktiviertes Aluminiumoxid dient als Katalysator in einem Prozess, der elementaren Schwefel aus Schwefelwasserstoff und Schwefeldioxid zurückgewinnt, die als Nebenprodukte aus industriellen Verfahren anfallen. Dadurch wird verhindert, dass diese in ausreichend hohen Mengen schädlichen Abfallnebenprodukte die Umwelt kontaminieren.