Luận văn Thạc sĩ Khoa học: Nghiên cứu chế tạo hợp chất nhôm có bề mặt riêng lớn, ứng dụng trong công nghệ dược

Đề tài tiến hành nghiên cứu tổng hợp các mono hydroxit nhôm dạng Bemit, giả Bemit và gama oxit nhôm sử dụng các quy trình làm sạch khác nhau, khảo sát sự biến đổi theo nhiệt độ, pH, chất hoạt động bề mặt, xác định hàm lượng giả Bemit tối ưu để tạo gel nhằm thu được các mono hydroxit tinh khiết và đáp ứng được các chỉ tiêu trong sản xuất thuốc.

TRONG CÔNG NGHỆ DƯỢC

VƯƠNG THANH HUYỀN

Trịnh đã tận tình hướng dẫn, giúp em giải quyết các vấn đề khó khăn trong qúa trình nghiên cứu và hoàn thành luận văn này

Em xin chân thành cảm ơn các thầy giáo, cô giáo trong Bộ môn Công nghệ Hữu cơ Hóa dầu, Khoa Công nghệ Hóa học, cùng toàn thể các cán bộ Phòng thí nghiệm CN Lọc hóa dầu & Vật liệu xúc tác, trường Đại học Bách Khoa Hà Nội đã luôn tạo điều kiện thuận lợi cho em trong suốt quá trình thực

hiện luận văn

Em cũng xin chân thành cảm ơn cô Nguyễn Thị Kiều Anh cùng toàn thể các cán bộ Phòng thí nghiệm trung tâm khoa học công nghệ Dược, trường Đại học Dược Hà Nội đã luôn nhiệt tình giúp đỡ, tạo mọi điều kiện trong quá trình phân tích, đánh giá kết quả

Tuy nhiên, việc hoàn thành luận văn này không tránh khỏi những thiếu sót

Em rất mong nhận được những lời chỉ bảo, góp ý của các thầy cô cùng bạn bè để

bản luận văn của em được hoàn thiện hơn

TT

12 Hình 1.12 Mô hình cấu trúc lớp nhôm bát diện xem kẽ với

16 Hình 1.16 Cấu trúc hình thành khi tổng hợp trong môi

17 Hình 1.17 Sơ đồ tổng quát phương pháp tổng hợp sử dụng

19 Hình 1.19 Sơ đồ mô tả sự sắp xếp các que tròn chất vô cơ 27

20 Hình 1.20 Hình minh họa sự co lại của các lớp chất vô cơ 28

21 Hình 1.21 Hình minh họa quá trình thay đổi cho phù hợp về

25 Hình 3.1a Phổ XRD của Bemit tổng hợp từ nguyên liệu

phèn đơn được oxi hoá làm sạch bằng H2O2

53

26 Hình 3.1b

Phổ XRD của Bemit được tổng hợp từ nguyên

liệu đầu là phèn đơn oxi hoá làm sạch bằng KMnO4

54

27 Hình 3.1c Phổ XRD của Bemit được tổng hợp từ nhôm phế

liệu sử dụng tác nhân oxy hoá là KMnO4

54

29 Hình 3.2a Phổ XRD của Bemit không sử dụng chất HĐBM 57

30 Hình 3.2b Phổ XRD của Bemit sử dụng chất HĐBM là axit

35 Bảng 3.1 Bảng so sánh kết quả thu được của khi sử dụng

36 Bảng 3.2 Giá trị pH đo được khi xác định độ trung hòa của

37 Hình 3.6

Phổ XRD của giả Bemit tạo thành ở nhiệt độ

38 Hình 3.7 Phổ XRD của giả Bemit tạo thành ở nhiệt độ 30

39 Hình 3.8 Phổ XRD của giả Bemit tạo thành ở nhiệt độ 40

42 Hình 3.11 Phổ XRD của sản phẩm thu được khi để gel tự khô ở

76

45 Hình 3.14

Phổ XRD của giả Bemit tổng hợp bằng phương pháp trực tiếp ở 25oC sử dụng chất HĐBM là etylenglycol, sấy khô ở 70oC

77

46 Hình 3.15

Phổ XRD của Mẫu 1: giả Bemit tổng hợp bằng phương pháp gián tiếp ở 25oC, pH=5, không sử dụng chất HĐBM

78

47 Hình 3.16

Phổ XRD của mẫu 2: giả Bemit tổng hợp bằng phương pháp gián tiếp ở 25oC, pH=3, không sử dụng chất HĐBM

78

48 Hình 3.17

Phổ XRD của mẫu 3: giả Bemit tổng hợp bằng phương pháp gián tiếp ở 25oC, pH=4, sử dụng chất HĐBM là axit Lactic

79

53 Hình 3.21 Số liệu về diện tích bề mặt, thể tích mao quản và

54 Hình 3.22 Đường đẳng nhiệt hấp phụ và nhả hấp phụ của

BET: Brunauer – Emnet – Teller (Tên riêng)

BJH: Barret – Joyner – Halenda (Tên riêng)

MQTB: Mao quản trung bình

HĐBM: Hoạt động bề mặt

SLC: Tinh thể lỏng chất vô cơ

LỜI MỞ ĐẦU

Nhôm và các hợp chất của nhôm từ lâu đã được con người biết đến Ngày nay, chúng ngày càng được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực của đời sống, trong các ngành công nghiệp như: gốm sứ, chế tạo bột mài, đá quý nhân tạo…Các loại nhôm hydroxit và nhôm oxit hoạt tính có cấu trúc xốp, có bề mặt riêng lớn, có các tâm axit, dễ tạo viên, có độ bền cơ, bền nhiệt, chịu được nước nên chúng được ứng dụng làm chất hút ẩm trong chế biến khí, làm chất hấp phụ, chất mang, xúc tác cho ngành tổng hợp hữu cơ - hoá dầu Oxit nhôm

và các hydroxit nhôm còn được sử dụng trong dược phẩm để sản xuất các loại thuốc như thuốc dạ dày, thuốc thử, vacxin

Từ lâu, loài người đã nghiên cứu về nhôm và các hợp chất của nó, nhưng mãi đến năm 1945 mới bắt đầu có những công bố chi tiết về các phương pháp điều chế và tính chất của nhôm oxit Từ đó đến nay, đã có rất nhiều công trình nghiên cứu về các hợp chất nhôm hoạt tính và ứng dụng của chúng làm chất hút ẩm, chất mang, chất xúc tác và chất hấp phụ

Trên thế giới, rất nhiều nước sử dụng hydroxit nhôm dạng gel để sản xuất thuốc đau dạ dày Ở Việt Nam, mặc dù có tới 7-10% dân số bị loét dạ dày, tá tràng và tỷ lệ ung thư dạ dày ngày một tăng cao, nhưng tất cả các loại thuốc đau dạ dày gần như đều là thuốc nhập ngoại, chưa có công trình nào nghiên cứu kỹ về việc điều chế và sử dụng các hợp chất nhôm trong sản xuất thuốc nói chung và sản xuất thuốc đau dạ dày nói riêng

Trong phạm vi luận văn này, chúng tôi tiến hành nghiên cứu tổng hợp các mono hydroxit nhôm dạng Bemit, giả Bemit và gama oxit nhôm sử dụng các quy trình làm sạch khác nhau, khảo sát sự biến đổi theo nhiệt độ, pH, chất hoạt động bề mặt, xác định hàm lượng giả Bemit tối ưu để tạo gel nhằm thu được các mono hydroxit tinh khiết và đáp ứng được các chỉ tiêu trong sản xuất thuốc

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN LÝ THUYẾT

1.1 Nhôm hydroxit

Nhôm hydroxit là 1 sản phẩm phổ biến và rất quan trọng trong ngành công nghiệp Từ nhôm hydroxit có thể sản xuất ra nhôm kim loại siêu tinh khiết, sản xuất gốm sứ cao cấp, các loại thuốc, các chất hấp phụ và xúc tác

Theo cấu trúc thì nhôm hydroxit thường được chia làm hai loại: nhôm tri hydroxit Al(OH)3 và nhôm mono hydroxit AlO(OH)

1.1.1 Nhôm tri hydroxit

Nhôm tri hydroxit được biết đến với nhiều dạng khác nhau, nhưng có

ba dạng thông dụng nhất là Gibbsite, Bayerite và Nordstandite Trong đó, Gibbsite là dạng tồn tại nhiều trong tự nhiên Cả ba dạng trihydroxit này đều

có cấu trúc lớp Mỗi lớp gồm có hai mặt phẳng chứa đựng các nhóm OH- và những ion Al3+ thuộc lớp nằm giữa hai mặt phẳng đó và 2/3 thể tích của mỗi

lỗ trống bát diện được chiếm bởi ion Al3+ Các lớp được liên kết với nhau bằng liên kết giữa các nhóm hydroxit ngay bên cạnh và gần nhất Sự khác nhau trong cấu trúc của chúng là do không gian liên kết giữa các lớp

1.1.1.1 Dạng Gibbsite

Gibbsite là một dạng thù hình của nhôm tri hydroxit, nó là thành phần quan trọng nhất của Bôxit và cũng là nguyên liệu quan trọng trong quá trình sản xuất nhôm kim loại từ quặng Bôxit

 Thành phần hoá học:

Gibbsite có công thức: Al2O3.3 H 2O =2Al(OH)3

Khối lượng riêng: 2,3 – 2,43 g/cm3 [8]

Hình 1.1 Cấu tạo của Gibbsite

Cấu trúc mạng tinh thể Gibbsite gồm các lớp từ tập hợp các vòng và các nhóm hydroxyl Trong các lớp đó, ion OH- của lớp này nằm đối diện với lớp kia Giữa các lớp được nối với nhau bằng liên kết OH- Trong mạng lưới tinh thể của Gibbsite xuất hiện các tinh thể bó chặt trong các vòng bát diện Al(OH)3-

6 (hình 1.2) [8]

Hình 1.2 Mô hình cấu trúc của Gibbsite

 Điều chế: Có nhiều phương pháp điều chế Gibbsite như

- Sục CO2vào dung dịch natri aluminat, NaAlO2

- Kiềm hóa muối nhôm nitrat Al(NO3)3

- Axit hóa dung dịch natri aluminat với pH>12

1.1.1.2 Dạng bayerite

Bayerite là một khoáng chất không gặp trong tự nhiên mà chủ yếu được điều chế nhân tạo bằng nhiều phương pháp khác nhau Bayerite có thể điều chế ra các loại hydroxit nhôm có hoạt tính

 Điều chế:

- Thủy phân aluminum alkoxide

- Già hóa keo nhôm hydroxit [30]

- Từ dung dịch muối nhôm với pH>10 [8]

- Sục CO2 vào dung dịch aluminat với nồng độ lên đến 200g/l Al2O3

trong điều kiện nhiệt độ phòng

- Chế biến thủy nhiệt Gibbsite trong nồi áp lực, dưới áp lực của không khí hoặc CO2ở nhiệt độ 100 – 105oC

 Các thông số mạng của Bayerite:

a = 5,01 ÷ 5,05 Ao; b = 8,50 ÷ 8,67 Ao; c = 4,73 ÷ 4,76Ao; Thường là: a = 5.062, b = 8.671, c = 4.713, Z = 4; β = 90.27° [32]

Do khoảng cách giữa các lớp trong Bayerite nhỏ hơn trong Gibbsite nên khối lượng riêng của Bayerite lớn hơn một chút so với Gibbsite, d = 2,53 g/cm3 [34]

 Cấu trúc:

Bayerite có cấu trúc giống như Gibbsite, chỉ khác nhau về cách phân bố bát diện Các lớp OH- trong Bayerite được phân bố theo hệ lục giác (hình 1.3)

Hình 1.3 Cấu trúc của bayerite

Trong cấu trúc của Bayerite (hình 1.3), các nguyên tử của lớp thứ 3 phân bố trên các nguyên tử của lớp thứ nhất Trong cấu trúc của Bayerite, 2/3 thể tích do cation Al3+ chiếm, còn lại 1/3 là ô trống Cấu trúc lớp của Bayerite theo [34] thể hiện trên hình 1.4

OH

-Al 3+

5.01A 0

Hình 1.4 Cấu trúc lớp của Bayerite 1.1.1.3 Dạng Nordstrandite

Nordstrandite được Van Nordstrandite cùng với một số tác giả khác đồng thời khám phá ra vào năm 1958 [27] Các nhà khoa học đã lấy tên của

nó là Nordstrandite – tên nhà khoa học đầu tiên tổng hợp được dạng hydroxit này Ngày nay, có rất nhiều phương pháp để điều chế Nordstrandite tinh khiết Trong mọi phương pháp điều chế Nordstrandite đều thu được nhôm hydroxit dạng gel, bằng cách bão hoà với sự có mặt của các tác nhân tạo keo kelat như: etylen diamin, etylenglycol [8]

 Thành phần hoá học

- Nordstransite có công thức: Al(OH)3

- Khối lượng riêng: 2,42 – 2,43 g/cm3 [33]

Cấu trúc tinh thể của Nordstrandite chiếu lên mặt phẳng (100) (hình 1.5) [8] Kích thước các liên kết trong Nordstrandite:

O – Al = 1,73 Ao; O – O = 2,85 Ao

Hình 1.5 C ấu trúc tinh thể của Nordstrandite

1.1.2 Nhôm mono hydroxit

Có hai dạng thù hình của nhôm mono hydroxit được biết đến với cấu trúc tương tự nhau, đó là Bemit (Boehmite) và Diaspor (Diaspore) Dưới áp

suất hơi nước bão hoà, cả ba loại tinh thể Al(OH)3 đều chuyển thành

c

b

Al

o

AlO(OH) ở cùng một nhiệt độ là 375K Tại nhiệt độ thấp hơn 575K, sự tạo thành Bemit chiếm ưu thế, trừ khi có sự tồn tại của hạt Diaspor Sự tạo thành

tự phát của Diaspor cần nhiệt độ cao hơn 575K và áp suất cao hơn 20MPa

1.1.2.1 Nhôm mono hydroxit d ạng Bemit

Nhôm mono hydroxit dạng Bemit tồn tại ở hai trạng thái: dạng gel Bemit (còn gọi là dạng giả Bemit hay Boehmite gelatine) và dạng Bemit (Bemit tinh thể) Giả Bemit là thành phần chính trong Bauxite ở Châu Âu, từ

giả Bemit có thể dễ dàng đều chế được các muối nhôm trung hoà, nhưng để tạo thành Bemit tinh thể cần phải xử lý thuỷ nhiệt trong giai đoạn tiếp theo

 Thành phần hoá học:

Bemit có công thức : Al2O3.H2O = 2AlO(OH)

Khối lượng riêng: 3,00 – 3,20 g/cm3[8]

 Cấu trúc:

Ô mạng cơ sở của Bemit được cấu tạo từ 4 phân tử AlO(OH) Spin tinh

thể của Bemit có dạng hình thoi

Các thông số ô mạng cơ sở:

a = 2,85 – 2,87Ao; b = 12,20 – 12,24 Ao; c = 3,69 – 3,70 Ao

Tinh thể Bemit bao gồm các lớp đôi O, OH dạng gợn sóng trong đó các anion gói ghém chắc khít dạng lập phương Các ion nhôm nằm trong trạng thái phối trí bát diện, nằm ở tâm hình bát diện Mỗi ion Al3+ được bao bọc bởi

4 ion oxy và 2 nhóm hydroxyl Theo hướng trục x, các hình bát diện nối với nhau bằng các cạnh, theo hướng trục z, chúng nối với nhau bằng các đỉnh bát diện

Bemit thường gặp ở trạng thái phân tán mịn Cấu trúc tinh thể của nó được thể hiện trên hình 1.6

Al

Hình 1.6 Ô mạng cơ sở của Bemit

Hình 1.7 Cấu trúc của tinh thể Bemit

Trong cấu trúc của Bemit có hai loại nguyên tử oxy điển hình:

- Loại các nguyên tử oxy được sắp xếp ở giữa các lớp và nó chia thành

4 hình bát diện

- Loại các nguyên tử oxy được sắp xếp ở bên ngoài các lớp và nó chia thành 2 hình bát diện

Theo Van Oosterhou mô hình cấu trúc của Bemit như sau: Theo hướng trục a có mạch HO-Al-O Hai trong số mạch này phân bố đối song với nhau, như vậy các nguyên tử oxy của mạch thứ 2 nằm trên cùng mức với các nguyên tử nhôm của lớp thứ nhất, kết quả tạo nên phân tử polime (hình 1.7 và hình 1.8)

2-Khối lượng riêng: 3,2 – 3,5 g/cm3 [8, 34]

Hình 1.10 Cấu trúc của Diaspor

Trong các cấu trúc của Diaspor, mỗi một nguyên tử oxy được liên kết chặt chẽ hơn với một nguyên tử hydro, phù hợp với công thức AlO(OH) của Diaspor Trong Diaspor, các nguyên tử oxy được nối với nhau bằng liên kết hydro, khoảng cách O- Al = 1,83 Ao; O-O = 2,85 Ao [8]

1.1.2.3 Nhôm mono hydroxit dạng giả Bemit

Bemit tồn tại dưới dạng mono hydroxit giả bền hay còn gọi là giả Bemit Giả Bemit có thành phần hoá học là Al2O3.xH2O, trong đó 1< x < 2 Giả Bemit có chứa từ 30 – 100% H2O tương ứng với dạng AlOOH Lượng nước có mặt trong giả Bemit không chỉ ở trạng thái phân tử tự do hấp phụ mà còn liên kết chắc chắn với nhau bằng liên kết hydro trong khoảng không giữa các lớp của ô mạng do đó gel Bemit khác với dạng keo Bemit kết tinh kém

1.1.2.4 Các phương pháp tổng hợp mono nhôm hydroxit

a) Phương pháp tổng hợp Bemit

Có hai phương pháp cơ bản điều chế Bemit:

 Kết tủa từ dung dịch muối nhôm (sunfat, natri, clorua) bằng dung dịch

có bản chất kiềm (amoniac, cacbonat amoni, NaOH ) Nhiệt độ phản ứng từ 20-25oC, pH = 8,0 +(-)0,3

 Kết tủa dung dịch aluminat bằng axit (H2CO3, H2SO3, H2SO4, HNO3, HCl), hoặc dung dịch muối như Al2(SO4)3 Nhiệt độ phản ứng là 80oC,

pH = 8 – 9

Bemit kết tinh tốt có thể điều chế bằng cách trung hoà muối nhôm bằng amoniac, tạo thành kết tủa vô đình hình Giữ kết tủa này trong dung dịch amoniac sẽ có sự chuyển hoá thành cấu trúc tinh thể dạng Bemit Bemit tiếp xúc lâu với dung dịch kiềm sẽ chuyển một phần sang dạng Bayerite Gel Bemit có thể chuyển sang dạng Bemit kết tinh tốt Bayerite có cấu trúc phân tán thô được chế hoá thuỷ nhiệt trong nồi áp suất trong 10h ở 200oC cũng chuyển thành Bemit có cấu trúc tinh thể lớn

Ngoài ra theo một nghiên cứu gần đây cho thấy người ta đã tổng hợp thành công dạng sol – Bemit bằng phương pháp sử dụng sóng siêu âm Cơ sở của phương pháp này cũng dựa trên sự kết tủa hoá dung dịch muối nhôm nitrat, clorua, bằng dung dịch amoniac, sau đó péptít hoá bằng dung dịch axit nitric và sử dụng sóng siêu âm để phá huỷ các liên kết yếu tạo điều kiện cho các tinh thể Bemit được hình thành

• Cơ chế của việc sử dụng sóng siêu âm:

Dung dịch ngay sau khi được péptít hoá với axit nitric được đưa vào máy siêu âm để xử lí Ở đây, các liên kết yếu như lực vander wall, liên kết hydro (là nguyên nhân chính dẫn tới sự kết tụ) bị bẻ gẫy nhờ được cung cấp năng lượng từ sóng Do đó có tác dụng chuyển dạng giả Bemit thành Bemit tinh thể Trong những năm gần đây, sóng siêu âm được ứng dụng nhiều trong lĩnh vực hoá học Theo một bài báo gần đây thì sóng siêu âm cung cấp một

dạng năng lượng, có thể thay đổi các phản ứng hoá học theo các hướng khác nhau

Các nghiên cứu gần đây đã điều chế Bemit từ nhiều loại nguyên liệu như phèn nhôm, bôxit, nhôm phế liệu , chủ yếu bằng phương pháp axit Các bước cơ bản của quá trình điều chế Bemit từ nhôm nitrat là:

Các phản ứng cơ bản:

Các công đoạn cơ bản:

- Chuẩn bị dung dịch phèn nhôm Al(NO3)3có nồng độ 100 – 150 g/l

- Aluminat hoá dung dịch Al(NO3)3 bằng dung dịch NaOH 25%, đến

pH >12, ở điều kiện này tất cả các ion như Cu2+, Fe3+, Cr3+, Pb2+, Zn2+, Mn2+,

Ni2+, Mg2+ có thể bị lắng hết dưới dạng kết tủa hydroxit và được tách ra khỏi dung dịch

- Axit hoá dung dịch aluminat thu được bằng H2SO4 đến pH = 8-8,3 nhiệt độ từ 80 – 85oC để thu lại kết tủa hydroxit nhôm Với điều kiện phản ứng như trên, hydroxit nhôm kết tủa dưới dạng Bemit AlO(OH) Lọc rửa kết tủa đến khi hết ion SO42-

Ngoài ra Bemit còn có thể điều chế bằng các phương pháp khác:

- Nung nitrat nhôm ở 320oC – 360oC dưới áp suất 200 – 300 atm

- Nung Gibbsite hay Bayerite hoặc gama nhôm oxit với nước hoặc dung dịch kiềm dưới áp suất không khí hay CO2 trong nồi áp lực ở nhiệt độ

160oC – 220oC

- Lão hoá gel nhôm hydroxit ở pH>12 và 80oC

b) Một số phương pháp tổng hợp giả Bemit

 Phương pháp tổng hợp không có mặt của các tác nhân Kelat [23]

a Sol nhôm đã được Yoldas tổng hợp bằng cách thủy phân aluminium isopropoxide hoặc sec-butoxit bằng một lượng nước lớn cùng với sự có mặt của xúc tác axit ở tỷ lệ 0,07mol axit/1mol Al ở nhiệt độ 15-40 oC

b Trong công trình nghiên cứu của Ramsay et al, sol nhôm được điều chế bằng phương pháp peptit hóa bột nhôm mịn (Bemit đã được nghiền nhỏ) bằng cách hòa tan Bemit này vào các axit đơn

Tuy nhiên, nguyên liệu sử dụng trong các phương pháp trên là các alkoxite đắt tiền, bột Bemit và quá trình tổng hợp thường đựợc thực hiện trong điều kiện nhiệt độ trên 80oC để tránh sự xuất hiện của Beyerite, là thành phần không thể peptit hóa bằng các axit

Vì vậy, một phương pháp mới đã được tìm ra bởi NanYao, GuoxingXiong, YuhongZhang, MingyuanHe, WeishenYang nhằm tạo giả Bemit từ các muối nhôm vô cơ rẻ tiền kết hợp với sử dụng sóng siêu âm để cung cấp năng lượng Nhờ đó, nhiệt độ tổng hợp tối ưu là ở nhiệt độ phòng

 Các phương pháp điều chế Gel-Bemit với sự có mặt của các tác nhân tạo kelat (như etylendiamin, etylenglycol, các axit cacboxylic ):

Hoà tan hỗn hợp axit n-butyric và axit Valeric với nhau, sau đó trung hoà bằng cách thêm dần dần một lượng dung dịch NaOH 1N có chứa 0,5N NaAlO2, huyền phù được tạo thành đun sôi trong 2h, sau đó lọc và rửa kết tủa

bằng nước cất rồi sấy khô ở 37oC Huyền phù chứa khoảng 5% nhôm được hoà tan trong nước Cũng bằng phương pháp này nhưng có thể sử dụng các axit hữu cơ khác như axit acetic, citric, lactic

- Cho dung dịch amoniac, hoặc NaOH 2,5% tác dụng với AlCl3, nitrat, sunfat nhôm ở nhiệt độ phòng đến pH=7, rửa kết tủa bằng nước, sau đó tẩm bằng diamin alkylen và ủ ở 20oC, hoặc 60oC trong 10-60 ngày rồi sấy khô ở

70oC

- Thủy phân dung dịch tributoxyaluminium bằng dung dịch 2% etylenglycol

- Cho NH3 tác dụng với nhôm nitrat, gel tạo thành ngâm trong dung dịch EDTA ở nhiệt độ phòng trong 40 ngày [23]

 Cơ chế hình thành giả Bemit [23]

Theo công trình nghiên cứu của NanYao, GuoxingXiong, YuhongZhang, MingyuanHe, WeishenYang đã chỉ ra rằng tỷ lệ [H+]/ [Al3+] đã được sử dụng để điều chế sol nhôm với các nồng độ khác nhau là không cố định Sol nhôm được tạo thành sau khi thêm đủ amonihydroxit vào dung dịch nhôm nitrat (đến điều kiện kiềm pH=9,2), sau đó kết tủa được rửa đến pH bằng 7 Nhôm hydroxit dạng amorphous (vô định hình) và giả Bemit là thành phần chính của kết tủa Sau đó một lượng axit xác định đã được thêm vào kết tủa tạo dạng gel có cấu trúc nhỏ hơn

Theo kết quả chỉ ra của Onoetal thì cả dạng vô định hình và giả Bemit đều đã được ổn định trong điều kiện kiềm, nhưng dạng amorphous thì dễ hòa tan trong axit, còn giả Bemit thì không Phần axit phản ứng với amorphous tạo dạng Al+7

13được thể hiện dưới đây:

13Al(OH)3 + 7H+ + H2O [AlO4Al12(OH)24(OH)12 ]7+

Phần khác axit tham gia peptit hóa giả Bemit Thực tế 2 phản ứng này xảy ra cùng lúc Vì vậy H+ đã phản ứng có thể coi như bằng tổng lượng H+

tham gia tạo giả Bemit và amorphous Tác giả này lần đầu tiên đã chỉ ra rằng axit được sử dụng để tạo sol 2 cấu trúc Đây là lý do giải thích tại sao tỷ lệ [H+]/ [Al3+] đã được sử dụng để điều chế sol nhôm với các nồng độ khác nhau

là không cố định

Vì nếu nồng độ của dung dịch nhôm nitrat khác nhau thì tỷ lệ thành phần amorphous và giả Bemit sinh ra là khác nhau, vì thế [H1+] tạo amorphous sử dụng để phản ứng với hydroxit sẽ không giống nhau Mặt khác

tỷ lệ [H2+]/[giả Bemit] là không đổi vì H2+ đã sử dụng chỉ là để xúc tác cho quá trình peptit hóa

1.1.2.5 Ứng dụng của Bemit và giả Bemit trong dược phẩm

Bemit và giả Bemit được sử dụng rất nhiều trong dược phẩm để sản xuất các loại thuốc đau dạ dày và các loại vacxin Nhôm mono hydroxit có tính kiềm nên có khả năng làm tăng pH dịch dạ dày

a) Dược lý và cơ chế tác dụng của nhôm mono hydroxit trong các loại thuốc kháng axit [2]:

Gel nhôm hydroxit khô là bột, gần như không tan trong nước và cồn Bột này có chứa từ 50-57% nhôm oxyt dưới dạng hydrat oxyt và có thể chứa các lượng khác nhau của muối cacbonat và bicacbonat

Nhôm mono hydroxit có khả năng tăng pH dịch dạ dày Vì vậy nó là một trong những thành phần của thuốc kháng axit Uống khi đói, thuốc có thể

đi qua dạ dày rỗng qúa nhanh để thể hiện hết tác dụng trung hòa axit của nó

Sự tăng pH dịch vị do chất kháng axit này gây nên sẽ ức chế tác dụng tiêu protit của pepsin; tác dụng này rất quan trọng ở người bị loét dạ dày Nhôm mono hydroxit tan chậm trong dạ dày và phản ứng với axit clohydric dạ dày tạo thành nhôm clorit và nước Khoảng 17 – 30% nhôm clorit tạo thành được hấp thu và thải trừ nhanh qua thận ở người có chức năng thận bình thường Ở ruột non, nhôm clorit chuyển nhanh thành muối nhôm kiềm không tan, kém hấp thu Nhôm có trong thành phần thuốc kháng axit phối hợp với phosphat

ăn và tạo nhôm phosphat không tan trong ruột và thải trừ qua phân Tuy nhiên khi sử dụng thuốc kháng axit chứa nhôm mono hydroxit nhiều sẽ gây táo bón

Vì vậy người ta thường sử dụng thuốc kháng axit là hỗn hợp của nhôm mono hydroxit và muối của magiê

b) Chỉ định của thuốc kháng axit [2]

- Làm dịu các triệu chứng do tăng axit dạ dày (chứng ợ nóng, ợ chua, đầy bụng khó tiêu do tăng axit)

- Tăng axit dạ dày do loét dạ dày, tá tràng

- Phòng và điều trị loét và chảy máu dạ dày tá tràng do stress

- Điều trị triệu chứng trào ngược dạ dày – thực quản

- Tăng phosphat máu, kết hợp với chế độ ăn ít phosphat Tuy nhiên, dùng thuốc kháng axit chứa nhôm mono hydroxit để làm chất gắn với phosphat (nhằm loại phosphat) có thể dẫn đến nhiễm độc nhôm ở người suy thận Trong trường hợp này, phải sử dụng thuốc khác

Dạng lỏng của các thuốc kháng axit được coi là có hiệu lực lớn hơn dạng rắn hoặc dạng bột Trong phần lớn trường hợp, phải nhai các viên nén trước khi nuốt nếu không thuốc có thể không tan hoàn toàn trong dạ dày trước khi đi vào ruột non Vì vậy, dạng keo – gel của giả Bemit với nước được coi

là dạng tốt nhất khi sử dụng làm thuốc kháng axit [8]

1.2 Gama oxit Nhôm

1.2 1 Cấu trúc của γ - Al 2 O 3

Dạng γ - Al2O3 không tìm thấy trong tự nhiên, nó được tạo ra khi nung Gibbsite, Bayerite, Nordstrandite và Bemit ở nhiệt độ khoảng 450 – 600oC, hoặc phân hủy muối nhôm nitrat từ 900 – 950oC

Có nhiều ý kiến khác nhau về sự biến đổi nhiệt γ - Al2O3 thành corundum (α - Al2O3 ) Các nhiệt độ được nói đến cho quá trình chuyển đổi này là 850 – 1000oC; 930 – 1200oC; 1050 – 1200oC; > 1200oC; [8]; 1350oC; >

1500oC Điều này được giải thích là do các ion làm bền mạng tinh thể khác nhau và các chế độ tách nước cũng khác nhau dẫn đến khoảng nhiệt độ chuyển pha là khác nhau

Trên bề mặt của γ - Al2O3 tồn tại hai loại tâm axit, đó là tâm axit Lewis

và tâm axit Bronsted Tâm axit Lewis có khả năng tiếp nhận điện tử từ phân

tử chất hấp phụ, còn tâm axit Bronsted có khả năng nhường proton cho phân

tử chất hấp phụ Tính axit của γ - Al2O3 liên quan tới sự có mặt của các lỗ trống trên bề mặt của nó với số phối trí khác nhau trong cấu trúc của spinel Tính bazơ do ion nhôm trong lỗ trống mang điện tích dương không được bão hòa quyết định

Tinh thể γ - Al2O3 có hình dạng khối bát diện γ - Al2O3 kết tinh trong

hệ khối lập phương, thuộc hệ tinh thể tứ phương Cấu trúc của γ - Al2O3 bao gồm các lớp nhôm bát diện xem kẽ với các lớp đồng thời có cả nhôm bát diện

và nhôm tứ diện (hình 1.11 và hình 1.12)

Hình 1.11 Mô hình cấu trúc Spinel

Hình 1.12 Mô hình cấu trúc lớp nhôm bát diện xem kẽ với nhôm tứ diện

Khối bát diện của γ - Al2O3 cấu tạo theo kiểu spinel, khối nhôm bát diện và tứ diện của lớp thứ hai chiếm khoảng trống bát diện trong lớp spinel Cấu trúc của γ - Al2O3 thuộc về dạng spinel khiếm khuyết, thiếu ion kim loại,

mà trong đó ion oxy tạo nên khối lập phương bó chặt

Hình 1.13 Cấu trúc khối của γ - Al 2 O 3

Cấu trúc nhôm oxit được xây dựng từ các đơn lớp của các quả cầu bị

bó chặt, lớp này có dạng tam đối, mà ở đó mỗi Ion O2-được định vị ở vị trí 1

Lớp tiếp theo được phân bố trên lớp thứ nhất, ở đó tất cả những quả cầu thứ 2 nằm ở vị trí lõm sâu của lớp thứ nhất

Đối với lớp thứ 3 có thể xảy ra các trường hợp sau:

- Độ bó chặt khối lục phương: Dưới mỗi quả cầu lớp thứ 3 không có quả cầu lớp thứ nhất, lớp thứ 4 lại giống lớp thứ nhất Ta có thứ tự phân bố 1,2,3,1,2,3 Đây là kiểu lập phương tâm mặt đặc trưng cho γ-Al2O3

- Độ bó chặt khối lục giác: Dưới mỗi quả cầu lớp thứ 3 có một quả cầu lớp thứ nhất và tiếp tục như vậy ta sẽ thu được thứ tự phân bố của các lớp như sau: 1,2,1,2 Cấu trúc này đặc trưng cho α-Al2O3

Hai kiểu xếp cầu trên là hai kiểu cơ sở, thể tích trống của chúng bằng nhau và bằng 1/4 không gian Mỗi quả cầu tiếp xúc với 12 quả cầu khác Nếu

có n quả cầu sẽ có 2n hổng 4 mặt và hổng 8 mặt Trong γ-Al2O3 dưới mỗi hổng 8 mặt là 2 hổng 4 mặt

Công thức Al2O3 đã chỉ ra Al3+ chiếm 2/3 số hổng 8 mặt và nó phân bố

sao cho đều đặn nhất Do đó các cation Al3+ được phân bố trong không gian giữa các lớp bó chặt anion Các ion Al3+ được phân bố ở vị trí giữa hai lớp 1,3 bởi vì các vị trí này là các lỗ hổng duy nhất mà chúng có thể được sắp xếp vào, tức là nằm ở tâm của bát diện

Ô mạng cơ sở của γ-Al2O3 gồm 32 ion oxy và 211/3 ion nhôm (trong spinel bình thường có 24 ion kim loại) tức là gồm 8 phân tử Al2O3, 8 ion Al3+(30%) được phân bố trong khối tứ diện và 16 (70%) trong khối bát diện

Các thông số ô mạng cơ sở của γ-Al2O3:

-

- Cấu trúc mao quản hình trụ, sắp xếp trật tự thành hình lục giác Giữa các mao quản không có sự kết nối với nhau, (hình 1.15a)

- Cấu trúc dạng không gian 3 chiều, các mao quản sắp xếp không trật

tự tạo ra cấu trúc như quả cầu, (hình 1.15b)

- Cấu trúc có mao quản sắp xếp trật tự theo lớp thành các phiến mỏng, (hình 1.15c)

Hình 1.15 Ba dạng cấu trúc hình thành khi tổng hợp trong môi trường bazơ

• Nếu tổng hợp trong môi trường axit thì có cấu trúc dạng lập phương như sau:

Hình 1.16 Cấu trúc hình thành khi tổng hợp trong môi trường axit

1.2.2 Cấu tạo bề mặt của γ- Al 2 O 3

Tính chất hóa học bề mặt của γ- Al2O3 liên quan trực tiếp đến tính chất hấp phụ và xúc tác của chúng γ- Al2O3 hoạt tính ngoài Al2O3 tinh khiết thường chứa 1-5% nước Phụ thuộc vào điều kiện chế tạo mà trong γ- Al2O3

có thể chứa các oxit kim loại kiềm, ion sắt, ion sunfat Các tạp chất này có ảnh hưởng đến tính chất của γ-Al2O3 Ví dụ như sự có mặt của ion sunfat và một số ion khác làm tăng tính axit của γ- Al2O3

Phụ thuộc vào nhiệt độ mà γ- Al2O3 có thể hấp phụ nước dưới dạng phân tử H2O hoặc ion OH- Khi tiếp xúc với hơi nước ở nhiệt độ thường, γ-

Al2O3 hấp phụ nước ở dạng phân tử nước không phân ly Nước liên kết với

bề mặt bằng liên kết hydro bền vững Ở áp suất hơi nước cao, ta thấy có sự hấp phụ vật lý một lượng nước lớn, nhưng nước này dễ tách ra khi nung mẫu

ở 120oC Bằng phương pháp phổ hồng ngoại, đã chứng minh được rằng ở nhiệt độ thấp trên bề mặt γ- Al2O3tồn tại nước ở dạng không phân ly, khi sấy mẫu ở 300oC lượng nước phân tử không bị tách khỏi bề mặt tạo nên nhóm hydroxyl bề mặt

Ở nhiệt độ cao một lượng ion OH- tách ra khỏi oxyt dưới dạng H2O, nhưng ngay cả khi nung γ- Al2O3ở 800-1000oC trong một thời gian dài và áp suất chân không trong oxyt nhôm vẫn chứa một lượng nước nhất định Khi

nung tại 1000oC trong thời gian khoảng 12h, lượng nước kết tinh còn lại trong mạng tinh thể cỡ 0,2% [8]

Các nhóm OH- trong γ- Al2O3 tồn tại ở dạng dung dịch rắn [8], chúng

có khả năng phản ứng khác nhau Sự liên kết của chúng với bề mặt nhôm oxit chủ yếu mang đặc trưng liên kết ion, còn tính chất của chúng được xác định thông qua sự phối trí thuộc loại phối trí nào Khi nung ở nhiệt độ 570 –

600oC, nước trong ô mạng γ- Al2O3còn từ 0,2 đến 7%

1.2.3 Các phương pháp tổng hợp γ - Al 2 O 3 mao quản trung bình

1.2.3.1 Phương pháp tổng hợp sử dụng chất HĐBM làm chất tạo khuôn mao quản:

 Phương pháp tổng hợp [15, 19, 25]

Tổng hợp vật liệu mao quản trung bình là vấn đề đã thu hút nhiều nhà khoa học trên thế giới quan tâm nghiên cứu trong thập kỉ vừa qua Sự nghiên cứu về vật liệu mao quản trung bình bắt đầu từ vật liệu silic oxit với sự thành công của M41S Sau đó, hướng nghiên cứu được mở rộng sang các loại vật liệu khác, điển hình là nhôm oxit mao quản trung bình Các quá trình tổng hợp này đều sử dụng các chất tạo cấu trúc Khi phân hủy nhiệt các chất này sẽ hình thành cấu trúc mao quản trung bình với sự phân bố lỗ xốp khá hẹp Trước đó vật liệu γ- Al2O3 tổng hợp được có diện tích bề mặt nhỏ, không vượt quá 250m2/g, sự phân bố kích thước mao quản khá rộng Trong khi đó, γ-

Al2O3 mao quản trung bình có những đặc tính vượt trội hơn hẳn như diện tích

bề mặt lớn hơn 500m2/g, thậm chí có thể lớn hơn 1000m2/g; sự phân bố kích thước mao quản khá hẹp Điều này đã làm cho γ- Al2O3 trở thành vật liệu có

ý nghĩa lớn ứng dụng trong công nghiệp

Hầu hết các nghiên cứu về γ- Al2O3 mao quản trung bình được công bố đến ngay nay đều sử dụng chất HĐBM để tạo cấu trúc mao quản trung bình

cho vật liệu Các chất HĐBM có thể là chất HĐBM anion, cation, hay không ion:

- Các chất hoạt động anion như: cacboxylic axit, natri dodecyl sunfat…

- Các chất HĐBM cation như: cetyltrimetyl ammonium bromide,

1-methyl-3- octylimidazolium chloride …

- Các chất HĐBM không ion như: tergitol, polypropylene oxide…

Tiền chất nhôm được sử dụng để tổng hợp γ- Al2O3 mao quản trung bình thường là nhôm alkoxide như aluminium sec-butoxide, aluminium propoxide… Nước được sử dụng làm dung môi để thủy phân nhôm alkoxide, sau đó là quá trình ngưng tụ và tách chất hoạt động bề mặt

Hình 1.17 Sơ đồ tổng quát phương pháp tổng hợp sử dụng chất HĐBM

Khi thủy phân trước, sau đó bổ sung chất HĐBM và cho ngưng tụ sẽ tạo thành dung dịch sol mà sau khi nung sẽ hình thành dạng nhôm oxit với mao quản trung bình phân bố mất trật tự Trái lại, khi thủy phân với sự có mặt của chất HĐBM thì nhôm oxit thu được có sự phân bố mao quản trung bình rất trật tự Vì vậy, thông thường alkoxide và chất HĐBM được hòa tan riêng

rẽ trong cùng một loại dung môi (thường là rượu, ví dụ sec-butyl alcohol), sau

đó trộn hai dung dịch này với nhau Nước được nhỏ vào hỗn hợp này để thủy phân nhôm alkoxide và tạo ra kết tủa trắng

Thủy phân có mặt chất HĐBM Thủy phân trước khi bổ sung chất hoạt động bề mặt

Trong phương pháp tổng hợp này, tỉ lệ nước, chất hoạt động bề mặt,

pH, nhiệt độ tổng hợp, thời gian ngưng tụ ảnh hưởng rất lớn đến cấu trúc của vật liệu nhôm oxit mao quản trung bình

 Cơ chế tạo thành cấu trúc mao quản trung bình

Có nhiều mô hình đã được đưa ra để giải thích sự tạo thành của vật liệu mao quản trung bình theo các con đường tổng hợp khác nhau Thông thường, những mô hình này giải thích dựa trên sự có mặt của chất HĐBM trong dung dịch để định hướng tạo thành cấu trúc mao quản trung bình trong vật liệu vô

cơ Loại tác động giữa chất HĐBM và chất vô cơ là sự khác nhau quan trọng giữa những con đường tổng hợp khác nhau và sự tạo thành của các loại vật liệu mao quản trung bình khác nhau

 Cơ chế tạo khuôn tinh thể lỏng [20]

Điểm phổ biến là cấu trúc mao quản trung bình phụ thuộc vào chiều dài mạch hydrocacbon và nồng độ của chất hoạt động bề mặt Một số nhà nghiên cứu đã giải thích bằng cách đưa ra 2 con đường :

Hình 1.18 Sơ đồ mô tả cơ chế tạo khuôn tinh thể lỏng

(1) Các tiểu phân chất vô cơ chiếm lấy không gian giữa pha tinh thể lỏng kiểu dung môi của chất HĐBM và lắng đọng giữa những que mixen hình trụ (2) Bằng một cách nào đó, các tiểu phân vô cơ làm trung gian sắp xếp phân tử chất hoạt động thành trật tự hình trụ sáu cạnh

Các tiểu phân chất vô cơ ngưng tụ thành mạng lưới rắn, liên tục Khi tách các chất HĐBM ra khỏi chất vô cơ sẽ tạo ra mạng lưới mao quản trung bình

Theo các nhà nghiên cứu thì con đường (1) không thể xảy ra bởi vì nồng độ chất HĐBM được sử dụng nhỏ hơn nhiều so với nồng độ tới hạn mixen yêu cầu để tạo thành pha tinh thể lỏng kiểu dung môi

Con đường (2) được thừa nhận một cách không rõ ràng rằng có xảy ra

sự sắp xếp của các phân tử chất HĐBM và các tiểu phân chất vô cơ ở dưới nồng độ tới hạn của mixen

• Sự sắp xếp các que mixen được bao bọc bởi chất vô cơ

Sự tạo thành của vật liệu mao quản trung bình bắt đầu với sự kết tủa của 2 hay 3 đơn lớp chất vô cơ trên những que mixen hình trụ riêng rẽ Những que mixen được bao bọc bởi chất vô cơ dần dần được sắp xếp trật tự, thậm chí

cố định thành cấu trúc mao quản trung bình 6 cạnh Tiếp tục gia nhiệt và già hóa để hoàn thành sự ngưng tụ của chất vô cơ ta sẽ thu được vật liệu mao quản trung bình

Hình 1.19 Sơ đồ mô tả sự sắp xếp các que tròn chất vô cơ

• Sự co lại của các lớp chất vô cơ:

Thay bằng sự tạo thành của các que mixen được bao bọc bởi chất vô

cơ, những que mixen hình trụ sắp xếp vào giữa những lớp chất vô cơ Khi già hóa hỗn hợp, các lớp vô cơ sẽ dúm dó lại và phá vỡ mixen, sau đó chuyển thành cấu trúc mao quản trung bình chứa chất HĐBM

Hình 1.20 Hình minh họa sự co lại của các lớp chất vô cơ

sự cân bằng về mật độ điện tích với các nhóm mang điện của chất hoạt động

bề mặt Điều này sẽ dẫn đến sự tạo thành cấu trúc mao quản trung bình dạng phiến mỏng

Hình 1.21 Hình minh họa quá trình thay đổi cho phù hợp về mật độ điện tích

• Sự tạo thành pha tinh thể lỏng chất vô cơ:

Dưới điều kiện tổng hợp chống lại sự ngưng tụ của các phân tử chất HĐBM như nhiệt độ thấp, pH cao, sự tự sắp xếp của chất vô cơ và chất hoạt động bề mặt mới có thể xảy ra Firouzi đã chỉ ra rằng, dung dịch mixen của

chất HĐBM chuyển thành pha dạng sáu cạnh trong sự có mặt của anion chất

vô cơ Anion của chất vô cơ trao đổi ion với chất HĐBM để tạo thành pha tinh thể lỏng chất vô cơ (SLC) bao gồm những mixen hình trụ được bao bọc bởi các phân tử chất vô cơ Khi gia nhiệt, pha SLC sẽ ngưng tụ không thuận nghịch thành vật liệu có cấu trúc dạng phiến

Hình 1.22 Sự tạo thành pha tinh thể lỏng chất vô cơ

 Cơ chế tương tác tĩnh điện [20]

Cơ chế chung của sự tạo thành vật liệu mao quản trung bình dựa trên tương tác tĩnh điện giữa tiền chất vô cơ I và một đầu của chất HĐBM S Theo

cơ chế này, có thể có nhiều dạng tương tác tĩnh điện như : S+I-, S-I+, S+X-I+ (X

là anion), S-M+I- (M+ là cation kim loại)…Chất hoạt động amoni S+ cũng được sử dụng như là tác nhân tạo khuôn, có thể có thêm sự tham gia của anion X- Khi đó X- đóng vai trò là tầng đệm lực đẩy giữa I+ và S- bằng lực liên kết hydro yếu Tùy thuộc vào tiền chất vô cơ và chất HĐBM sử dụng mà tương tác tĩnh điện có thể thuộc các dạng sau :

cơ Trong hầu hết các quá trình tổng hợp được công bố, hợp chất nhôm alkoxit đóng vai trò làm tiền chất nhôm Song phần lớn những vật liệu nhôm mao quản trung bình tổng hợp được đều ở dạng vô định hình Mặc dù chúng

có bề mặt riêng khá lớn nhưng tính ổn định thủy nhiệt và nhiệt kém đã làm giới hạn ứng dụng của chúng trong lĩnh vực xúc tác, hấp phụ

Gần đây, Pinnavaia và các đồng nghiệp đã công bố về một phương pháp tổng hợp vật liệu nhôm mao quản trung bình ở dạng những hạt nano γ-

Al2O3 tinh thể Trong phương pháp tổng hợp này, những chất HĐBM trung tính khác nhau đã được sử dụng làm chất tạo khuôn và quá trình xử lý thủy nhiệt đã được xem như là một bước chìa khóa trong sự chuyển đổi cấu trúc lai tạo vô cơ - hữu cơ thành pha chất hoạt động - Bemit với mạng lưới được tạo

thành bởi những hạt nano Bemit Tuy nhiên, phương pháp này là khá phức tạp

và đắt đỏ do sử dụng chất HĐBM đắt tiền và thời gian xử lý thủy nhiệt kéo dài [23]

 Cơ chế hình thành cấu trúc mao quản trung bình trên cơ sở axit cacboxylic

Phương pháp tạo khuôn bằng chất hoạt động bề mặt được xem như là con đường tạo thành cấu trúc mao quản trung bình có trật tự bởi tương tác giữa mixen chất hoạt động bề mặt và tiền chất vô cơ Sau khi giải phóng chất hoạt động bề mặt bằng xử lý nhiệt hay chiết tách, khoảng trống để lại của các mixen sẽ hình thành mao quản trung bình Bởi vậy, kích thước mao quản phụ thuộc chủ yếu vào thể tích phần kị nước của chất hoạt động bề mặt Tuy nhiên, trong phương pháp này, axit cacboxylic được sử dụng đều là những phân tử nhỏ, không thể tạo thành mixen hay pha tinh thể lỏng như chất hoạt động bề mặt Trong khi đó, cấu trúc mao quản thay đổi lớn theo điều kiện tập hợp

Vaudry cho rằng, sự liên kết giữa những ligan cacboxylat mạch dài và những nguyên tử nhôm trên nhóm nhôm oxohydroxit cho phép sự tạo thành nhanh chóng của pha nhôm vô định hành có kích thước mao quản trung bình Động lực của quá trình này là do ái lực lớn của ion cacboxylat với nhôm oxohydroxit để hình thành một phức hợp trong đó tập hợp các phân tử cacboxylic được bao bọc xung quanh bởi bức tường nhôm đã hydrat hóa Tuy nhiên, do liên kết tương đối mạnh nên trong quá trình tổng hợp không tạo thành pha tinh thể mà chỉ tạo ra pha vô định hình

Tương tự, axit cacboxylic có thể được sử dụng làm chất định hướng cấu trúc qua liên kết giữa axit cacboxylic và nguyên tử nhôm trên bề mặt của Bemit để hình thành cấu trúc mao quản trung bình Bởi vì không gian được tạo thành bởi các phân tử axit cacboxylic trong hỗn hợp Bemit – axit