發(fā)布時(shí)間：2020-10-14 02:31

　　 當(dāng)今世界,科技的發(fā)展在于創(chuàng)新,微米乃至納米級(jí)別的復(fù)合材料發(fā)展迅猛,新穎的材料研究逐漸成為重要的科學(xué)方向。納米氫氧化鎂是一種高功能精細(xì)無(wú)機(jī)材料,不僅具有普通氫氧化鎂的性質(zhì),還因其有表面效應(yīng)、體積效應(yīng)、量子尺寸和宏觀量子隧道效應(yīng),擁有了一些光、熱、電、磁、機(jī)械和化學(xué)等特性,故納米氫氧化鎂廣泛應(yīng)用于抗菌、催化、吸附以及無(wú)機(jī)阻燃劑等領(lǐng)域,是無(wú)機(jī)材料研究的重點(diǎn)和熱點(diǎn)。本文采用三種不同化學(xué)工藝,制備分散性能好,阻燃效果佳的六角片狀氫氧化鎂。第一種工藝流程是氧化鎂水化水熱兩步制備法,水熱介質(zhì)使用弱堿性物質(zhì),先將原料氧化鎂水化制備氫氧化鎂粗產(chǎn)品;然后添加一定濃度的弱堿介質(zhì)乙酸鈉、檸檬酸鈉,對(duì)粗產(chǎn)品進(jìn)行水熱處理,水熱時(shí)的高溫高壓可以增大氫氧化鎂的溶解度,經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的溶解—結(jié)晶過(guò)程,再次沉淀得到的氫氧化鎂顆粒形貌規(guī)則,呈六角片狀。此外,我們發(fā)現(xiàn)表面活性劑類(lèi)型不同,用量不同對(duì)形貌和粒徑都有不同程度的影響。不同的表面活性劑作用機(jī)理不同,通過(guò)對(duì)比,發(fā)現(xiàn)PVP分子效果最好,因?yàn)樗�有雙重作用,既有空間位阻效應(yīng)又可以和鎂離子配位。第二種工藝流程也是采用氧化鎂水化水熱兩步法制備六角片狀氫氧化鎂,先采用水化法制備出氫氧化鎂粗產(chǎn)品;然后添加一定濃度的有機(jī)介質(zhì)進(jìn)行水熱反應(yīng)。有機(jī)溶劑的加入對(duì)體系的壓力影響十分明顯,體系的壓力又直接決定著化學(xué)反應(yīng)速度。在本體系中,各種有機(jī)溶劑由于調(diào)節(jié)系統(tǒng)壓力進(jìn)而調(diào)節(jié)了反應(yīng)速度,又因?yàn)橛袡C(jī)溶劑較為粘稠,降低了體系中離子的傳質(zhì)速度。研究發(fā)現(xiàn)醇,胺、醇胺類(lèi)物質(zhì)有絡(luò)合Mg~(2+)的能力,在水熱反應(yīng)中可以提高粗產(chǎn)品的溶解度,溶解度越高,重結(jié)晶生成的晶體結(jié)晶度越好,一定濃度的OH~—可以促進(jìn)單位基元的生成,所以混合溶液的堿性大小,極性大小在不同程度上都會(huì)影響著晶體的結(jié)晶度,使得晶體的形貌趨于規(guī)整。第三個(gè)工藝流程將第一個(gè)工藝制備出的成品進(jìn)行煅燒,探究不同的煅燒時(shí)間和煅燒溫度對(duì)產(chǎn)物氧化鎂粒徑和形貌的影響,將得到煅燒后的氧化鎂再次進(jìn)行水化,探究不同水化時(shí)間和溫度是否可以將氧化鎂直接轉(zhuǎn)化成六角片狀的氫氧化鎂。我們得出,煅燒溫度升高,晶粒尺寸增大,但增大的速度發(fā)生了改變,溫度由650℃上升到750℃時(shí),氧化鎂的晶粒尺寸從之前的緩慢增加變?yōu)橥辉�。氫氧化鎂煅燒時(shí)間短,分解不夠完全,時(shí)間過(guò)長(zhǎng),又會(huì)形成死燒,失去了氧化鎂的活性,無(wú)法再次進(jìn)行水化形成六角片狀氫氧化鎂。最后發(fā)現(xiàn)在煅燒溫度為550℃,時(shí)間為6h下的生成的氧化鎂,最有利于一步轉(zhuǎn)化為六角片狀的氫氧化鎂。
【學(xué)位單位】：華東師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類(lèi)】：TQ132.2
【部分圖文】：

第一章 緒論2圖 1.1 氫氧化鎂結(jié)構(gòu)圖1.1.3 氫氧化鎂的應(yīng)用氫氧化鎂目前主要廣泛應(yīng)用于抗菌劑，酸性廢水中和劑，造紙工業(yè)的填充劑，氧化鎂的前驅(qū)體，制藥業(yè)的中和劑，肥料添加劑，新型阻燃劑。因?yàn)闅溲趸�鎂形貌種類(lèi)眾多，有針型、管型、纖維型、片狀、棍狀甚至是花瓣?duì)頪25]，結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)，所以不同的形貌的應(yīng)用領(lǐng)域也不同，如今科研人員主要致力于將氫氧化鎂與其他化合物結(jié)合制備復(fù)合材料。但是大量的團(tuán)聚和形貌的不規(guī)則會(huì)損害優(yōu)良性能，影響復(fù)合材料的機(jī)械性能以及拉伸度。為了獲得最優(yōu)的性能，Pilarska 團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了一種 Mg(OH)2的噴霧干燥方法，達(dá)到了最佳的分散性，生成均一疏水的多孔片狀產(chǎn)物[26]。1.1.3.1 抗菌劑納米氫氧化鎂可以作為抗菌劑，主要是影響了細(xì)菌的活性，機(jī)理是納米顆粒直接穿透細(xì)胞膜進(jìn)入基質(zhì)，摧毀蛋白質(zhì)，導(dǎo)致細(xì)胞的凋亡。此外，氫氧化鎂納米顆粒大量吸附在細(xì)胞表面，吸收水分。即當(dāng)納米顆粒與細(xì)菌接觸時(shí)，細(xì)菌內(nèi)吞了顆粒，由于細(xì)胞內(nèi)存在大量水分，氫氧化鎂在內(nèi)部溶解，釋放大量 OH-，高濃度的堿性環(huán)境再加上膜狀結(jié)構(gòu)的摧毀加劇了細(xì)胞的凋亡。Pan 團(tuán)隊(duì)的研究顯示，在一定時(shí)間的紫外燈照射下，可以提高氫氧化鎂納米片的抗菌活性[27]。1.1.3.2 工業(yè)廢液的中和劑廢水的純化是氫氧化鎂新型的應(yīng)用前景。由于其吸附性和凝結(jié)性，可以將廢液中廢物沉積，形成凝膠被吸附除去。Pilarska 團(tuán)隊(duì)使用鎂鹽和堿直接沉淀

第一章 緒論表面積為 269 m2/g(煅燒后)的氫氧化鎂。由于氫氧化合應(yīng)用在廢水純化或水體保護(hù)的領(lǐng)域中。在相關(guān)文投入含有染料的廢水中，以及混合于高嶺土中吸附合吸附磷酸鹽[30]。腐劑應(yīng)用在紙張的保存中。外界因素例如氧氣、臭氧、霧因素都會(huì)加劇紙張的老化。由于其生產(chǎn)中富含大量纖維等，環(huán)境的酸性也會(huì)影響紙張的保存。Giorgi 團(tuán)維素酸度，讓紙張保持中性或略堿性[31]。此外氫氧酸根結(jié)合達(dá)到中和的效果，從而降低紙張自然老化感器

特的化學(xué)性質(zhì)和作用原理。以 Mg(OH)2為例，當(dāng)材料燃燒時(shí)，氫氧化鎂在 340℃發(fā)生分解，釋放水蒸氣，在反應(yīng)過(guò)程中吸收大量的熱量達(dá)到降溫的效果，而釋出的水蒸氣則具有抑煙作用，并且分解生成的氧化鎂，質(zhì)地致密，本身就可作耐高溫材料，覆蓋于可燃物表面隔絕火源，能夠有效地抑制火災(zāi)的蔓延。.2 燃燒的機(jī)理阻燃劑的作用機(jī)理主要是在開(kāi)始引燃階段（圖 1.3），外界提供了足夠多的能引發(fā)了基質(zhì)熱分解，產(chǎn)生了含氧氣體，接著就是自由基傳遞過(guò)程，在劇烈的氧反應(yīng)過(guò)程中不斷傳遞著高能量的自由基，加快了氧化反應(yīng)的速度。對(duì)于燃燒基而言，表層的熱分解造成了碳化殘留物例如焦炭的形成，表層焦炭的覆蓋限制對(duì)于材料內(nèi)部熱量的補(bǔ)給并且導(dǎo)致在表面形成了巨大的溫度差，生成的熱量和體不斷擴(kuò)散加大了焦炭表面的壓力，極易造成表面的崩塌[33,34]。
【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前7條

1 王明帆;馬祥偉;游輕寒;袁波;易美桂;向蘭;;活性氫氧化鎂水熱改性制備分散性氫氧化鎂[J];無(wú)機(jī)鹽工業(yè);2015年07期

2 李三喜;任曉宇;王松;;水熱改性對(duì)氫氧化鎂的影響[J];沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);2015年04期

3 張玉星;陳建銘;宋云華;;氧化鎂兩步法制備阻燃型氫氧化鎂[J];無(wú)機(jī)化學(xué)學(xué)報(bào);2014年04期

4 吳智誠(chéng);潘丹梅;陳志;林璋;;高分散性片狀阻燃型氫氧化鎂的制備[J];化學(xué)學(xué)報(bào);2012年19期

5 勇昕;李敏;劉家祥;饒發(fā)明;;輕燒白云石粉料制備納米級(jí)片狀氫氧化鎂[J];北京化工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2011年06期

6 陳建銘;張兆震;宋云華;;水熱反應(yīng)條件對(duì)氫氧化鎂晶體微觀內(nèi)應(yīng)變的影響[J];人工晶體學(xué)報(bào);2011年02期

7 徐程浩;汪芳;劉代俊;陳偉;;添加劑EDTA對(duì)氫氧化鎂反應(yīng)結(jié)晶過(guò)程的影響(英文)[J];Chinese Journal of Chemical Engineering;2010年05期

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前2條

1 趙卓雅;六角片狀氫氧化鎂阻燃劑的制備及其應(yīng)用性能研究[D];天津大學(xué);2014年

2 葉穎;沉淀法制備納米氧化鋁粉體的研究[D];南京工業(yè)大學(xué);2006年

本文編號(hào)：2840048