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纳米氧化镁的制备及粒径分布与其活性的关系研究

金艳花  
【摘要】:我国的镁资源分布广泛、含量丰富,存在于海水、地下卤水和天然盐湖中,但是对其开发利用率还不高。卤水作为一种液态的镁资源,在镁系列化合物的制备中占有重要的一席之地。以卤水或氯化镁为原料,制备高活性的纳米氧化镁,成本低廉,操作简便,可以达到充分合理利用镁资源的目的。充足的生产原料可以满足氧化镁市场的需求量,避免了供应不足,为各种行业的发展提供有利的保证,同时还可以提高氧化镁产品在国内外市场中的竞争力,实现其经济价值和应用价值。 高活性的纳米氧化镁具有广阔的应用前景,能够应用于冶金、航天航空、电子、食品等各个经济领域,产品的数量和质量都对国民经济的发展有着直接的影响。人们越来越重视研究纳米氧化镁的活性和应用方向,逐步将其多元化、世界化、国际化,提高了氧化镁的附加值。 本论文以氯化镁(分析纯)或卤水为原料,优化直接沉淀法制备纳米级氧化镁产品的方法,加大卤水资源的开发及应用领域,并对纳米氧化镁的活性进行测定,充分利用我国有利的自然资源,成本低、污染小,从而更好的促进社会的发展和进步,满足人民生活水平的要求。本论文的主旨内容包括: 1.碳酸铵直接沉淀法制备纳米氧化镁产品 以碳酸铵和氯化镁为原料,探究制备纳米氧化镁的最佳实验条件。实验过程中将前驱物碱式碳酸镁进行TG-DTA分析,确定最佳煅烧温度。将影响氧化镁粒径的实验因素通过控制变量法,制备纳米氧化镁。用激光粒度仪测定产品的粒径大小,并对不同温度下制备的产品进行XRD分析,逐步确定最佳反应温度、反应摩尔比和表面活性剂PEG的用量。最后,对最佳条件下制得的氧化镁产物进行XRD及SEM分析,得到平均粒径为50nnm的哑铃状氧化镁。 2.氧化镁粒度分布与其活性的递变关系研究 将不同的沉淀剂加入到氯化镁溶液中,通过改变反应条件制备一系列不同粒径分布的氧化镁,用激光粒度仪测定其粒径分布,结果表明,用氢氧化钠作为沉淀剂时,所得产品粒径较小且分散均匀。用柠檬酸法和碘吸附值法测定氧化镁粉体的活性,两者是极具代表性的化学法和物理法,比较不同反应和测定因素对MgO活性的影响。最后,以NaOH为沉淀剂,反应温度分别为0℃、20℃、40℃、60℃、80℃,所得MgO成品进行SEM表征。结果表明,晶体的晶型形貌与温度有直接的关系,并且晶体表面的自组装颗粒的形貌也有明显差别。 3.卤水-纯碱、碱法制备高活性的纳米氧化镁 实验以工业卤水、纯碱和氢氧化钠为原料,改变反应条件,测定氧化镁的粒径、活性及产品中氧化镁的含量,确定制备高活性氧化镁的最优条件,最后对产品进行XRD和SEM表征。结果表明,高活性的氧化镁的活性(CAA值)为19.69s,氧化镁的含量为92.85%,颗粒达到纳米数量级,晶型为花瓣状形貌。


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