專利名稱：納米MgO/Mg(OH)₂復(fù)合粉體的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種納米MgO/Mg(OH)2復(fù)合粉體的制備方法，屬于無機(jī)非金屬材料 制備工藝技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
納米MgO晶體結(jié)構(gòu)為NaCl型，具有高的表面活性、強(qiáng)吸附性和良好的低溫?zé)Y(jié) 性。在高溫下具有很好的化學(xué)穩(wěn)定性、熱傳導(dǎo)性和絕緣性。晶格常數(shù)跟Si、 Pt或超 導(dǎo)材料很接近，是一種優(yōu)良的襯底材料，也是開發(fā)阻燃材料的良好添加劑。此外納米 MgO還具有優(yōu)異的殺菌功能和屏蔽紫外線的能力。
李春虎等(無機(jī)材料學(xué)報(bào)，1996, 11(3): 557~560)以硝酸鎂、氨水為原料，無水乙 醇為反應(yīng)介質(zhì)，采用超臨界千燥法制得50-100nm的MgO粉體。酒金婷等(無機(jī)化 學(xué)學(xué)報(bào)，2001, 17(3): 361~365)利用聚乙二醇或聚乙烯醇分子中多羥基與金屬離子間 的相互作用，用高分子保護(hù)的化學(xué)沉淀法制得15nm的球形納米MgO。Wang等(Mater Lett 1998， 35(5-6): 317~323)以Mg(OC2H5)2、乙醇為原料，以草酸為催化劑，制得30nm 的MgO粉體。Jung等(J Colloid Inter Sci 2003, 259: 127-132)以分別鎂的甲醇鹽和 乙醇鹽為原料，分別制備了粒徑為14.8士4.3nm和26.5±8nm的納米MgO，經(jīng)研究醇 鹽種類對(duì)產(chǎn)物的形貌有著重要的影響作用。本發(fā)明中，我們采用硝酸鹽熔鹽輔助煅燒 前驅(qū)物，發(fā)現(xiàn)熔鹽的添加影響了前驅(qū)物Mg(OH)2的分解，可以調(diào)整煅燒溫度來獲得 不同含量的MgO/Mg(OH)2復(fù)合粉體。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種制備納米MgO/Mg(OH)2復(fù)合粉體的新方法。 本發(fā)明的特點(diǎn)主要是采用熔鹽輔助技術(shù)來制備納米MgO/Mg(OH)2復(fù)合粉體的方法。
本發(fā)明一種納米MgO/Mg(OH)2復(fù)合粉體的制備方法。其特征在于具有以下的制 備過程和步驟
a. 首先用去離子水配制硝酸鎂水溶液和氨水水溶液；備用；硫酸鎂水溶液的濃度為 0.1 2.0mol/L;氨水水溶液的濃度為l 10wt%;
b. 在6(TC恒溫水浴、強(qiáng)烈攪拌條件下，以一定滴加速度往所述硫酸鎂水溶液中加入所 述氨水水溶液沉淀劑；氨水的滴加時(shí)間為10 60min。
c. 當(dāng)氨水水溶液滴加完畢厚，在30 9(TC溫度下繼續(xù)反應(yīng)30 120min;溶液有白色 沉淀析出；
d. 將所得的上述含有白色沉淀的母液陳化一段時(shí)間后，進(jìn)行抽濾，并采用去離子水、 無水乙醇對(duì)沉淀物進(jìn)行多次洗滌；然后將得到的前驅(qū)物置于40 100'C干燥箱中干 燥，得白色產(chǎn)物。
e. 將上述干燥后的白色產(chǎn)物與硝酸鹽熔鹽均勻混合，隨后放入真空爐中進(jìn)行煅燒；所 采用的硝酸鹽為NaN03、 KN03或LiN03中的任一種；硝酸鹽熔鹽與前驅(qū)物的混合重
量比例為l: 1 15: 1;真空煅燒的溫度為450 750°C;煅燒時(shí)間為1 3小時(shí)；
f. 煅燒產(chǎn)物待冷卻至室溫后，取出，用無水乙醇、去離子水進(jìn)行多次洗滌，以去除殘
留熔鹽，待干燥后，最終得到納米MgO/Mg(OH)2復(fù)合粉體。
所用的鎂鹽原料，除了所述的硫酸鎂之外，還可用氯化鎂或硝酸鎂。 上述的真空爐煅燒的升降溫速率為2 15'C/min。
本發(fā)明方法的優(yōu)點(diǎn)是工藝簡(jiǎn)單，操作方便，產(chǎn)品成本低，而且產(chǎn)品分散性能好。


圖1為本發(fā)明方法中不同煅燒條件下最終產(chǎn)物的XRD圖。(a)為前驅(qū)物；(b)前 驅(qū)物添加LiN03熔鹽煅燒后最終產(chǎn)物；(c)前驅(qū)物直接煅燒后最終產(chǎn)物。 圖2為本發(fā)明方法中不同煅燒條件下最終產(chǎn)物的TEM圖。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例l
本實(shí)施例制備過程如下
1. 用去離子水配置0.5mol/L的硫酸鎂水溶液和5wtn/。的氨水水溶液備用；
2. 以步驟1制備的氮水水溶液作為沉淀劑，在6(TC恒溫水浴、強(qiáng)烈攪拌條件下，以 5.5mL/min的滴加速度往硫酸鎂水溶液中加入氨水沉淀劑，20min滴加完畢；
3. 隨著步驟2的氨水水溶液不斷滴加，溶液析出白色沉淀，滴加完畢后，在6(TC水 浴條件下繼續(xù)反應(yīng)60min;
4. 將步驟3得到的含有白色沉淀的母液陳化一段時(shí)間后，進(jìn)行抽濾，并采用去離子 水、無水乙醇對(duì)沉淀物進(jìn)行多次洗滌，最后將前驅(qū)物置于6(TC干燥箱中干燥；
5. 將步驟4所得到的前驅(qū)物放入真空爐中，在45(TC的真空條件下煅燒2h;
6. 將步驟5得到的煅燒產(chǎn)物在爐子冷卻至室溫后，再次用無水乙醇、去離子水進(jìn)行
多次洗滌，最終得到納米MgO/Mg(OH)2復(fù)合粉體； 實(shí)施例2
1. 用去離子水配置0.5mol/L的硫酸鎂水溶液和5wtM的氨水水溶液備用；
2. 以步驟1制備的氨水水溶液作為沉淀劑，在6(TC恒溫水浴、強(qiáng)烈攪拌條件下，以 5.5mL/min的滴加速度往硫酸鎂水溶液中加入氨水沉淀劑，20min滴加完畢；
3. 隨著步驟2的氨水水溶液不斷滴加，溶液析出白色沉淀，滴加完畢后，在60'C水 浴條件下繼續(xù)反應(yīng)60min;
4. 將步驟3得到的含有白色沉淀的母液陳化一段時(shí)間后，進(jìn)行抽濾，并采用去離子 水、無水乙醇對(duì)沉淀物進(jìn)行多次洗滌，最后將前驅(qū)物置于6(TC干燥箱中干燥；
5. 將步驟4所得到的前驅(qū)物與熔鹽LiN03按l:5的比例均勻混合，放入真空爐中， 在450'C的真空條件下煅燒lh;
6. 將步驟5得到的煅燒產(chǎn)物在爐子冷卻至室溫后，再次用無水乙醇、去離子水進(jìn)行 多次洗滌，最終得到納米MgO/Mg(OH)2復(fù)合粉體；
實(shí)施例3
1. 用去離子水配置0.5mol/L的硫酸鎂水溶液和5wt。/。的氨水水溶液備用；
2. 以步驟1制備的氨水水溶液作為沉淀劑，在6(TC恒溫水浴、強(qiáng)烈攪拌條件下，以 5.5mL/min的滴加速度往硫酸鎂水溶液中加入氨水沉淀劑，20min滴加完畢；
3. 隨著步驟2的氨水水溶液不斷滴加，溶液析出白色沉淀，滴加完畢后，在6(TC水 浴條件下繼續(xù)反應(yīng)60min;
4. 將步驟3得到的含有白色沉淀的母液陳化一段時(shí)間后，進(jìn)行抽濾，并采用去離子 水、無水乙醇對(duì)沉淀物進(jìn)行多次洗滌，最后將前驅(qū)物置于6(TC干燥箱中干燥；
5. 將步驟4所得到的前驅(qū)物與熔鹽LiN03按l:5的比例均勻混合，放入真空爐中， 在65(TC的真空條件下煅燒2h;
6. 將步驟5得到的煅燒產(chǎn)物在爐子冷卻至室溫后，再次用無水乙醇、去離子水進(jìn)行 多次洗滌，最終得到納米MgO/Mg(OH)2復(fù)合粉體；
實(shí)施例4
1. 用去離子水配置0.5mol/L的硫酸鎂水溶液和5wt。/。的氨水水溶液備用；
2. 以步驟1制備的氨水水溶液作為沉淀劑，在6(TC恒溫水浴、強(qiáng)烈攪拌條件下，以 5.5mL/min的滴加速度往硫酸鎂水溶液中加入氦水沉淀劑，20min滴加完畢；
3. 隨著步驟2的氨水水溶液不斷滴加，溶液析出白色沉淀，滴加完畢后，在6(TC水
浴條件下繼續(xù)反應(yīng)60min;
4. 將步驟3得到的含有白色沉淀的母液陳化一段時(shí)間后，進(jìn)行抽濾，并采用去離子 水、無水乙醇對(duì)沉淀物進(jìn)行多次洗滌，最后將前驅(qū)物置于6(TC干燥箱中干燥；
5. 將步驟4所得到的前驅(qū)物與熔鹽LiN03按1:5的比例均勻混合，放入真空爐中， 在450'C的真空條件下煅燒3h;
6. 將步驟5得到的煅燒產(chǎn)物在爐子冷卻至室溫后，再次用無水乙醇、去離子水進(jìn)行 多次洗滌，最終得到納米MgO/Mg(OH)2復(fù)合粉體；
實(shí)施例5
1. 用去離子水配置0.5mol/L的硫酸鎂水溶液和5wt。/。的氨水水溶液備用；
2. 以步驟1制備的氨水水溶液作為沉淀劑，在6(TC恒溫水浴、強(qiáng)烈攪拌條件下，以 5.5mL/min的滴加速度往硫酸鎂水溶液中加入氨水沉淀劑，20min滴加完畢；
3. 隨著步驟2的氨水水溶液不斷滴加，溶液析出白色沉淀，滴加完畢后，在6(TC水 浴條件下繼續(xù)反應(yīng)60min;
4. 將步驟3得到的含有白色沉淀的母液陳化一段時(shí)間后，進(jìn)行抽濾，并采用去離子 水、無水乙醇對(duì)沉淀物進(jìn)行多次洗滌，最后將前驅(qū)物置于60'C干燥箱中干燥；
5. 將步驟4所得到的前驅(qū)物與熔鹽LiNO3按l:10的比例均勻混合，放入真空爐中， 在45(TC的真空條件下煅燒3h;
6. 將步驟5得到的煅燒產(chǎn)物在爐子冷卻至室溫后，再次用無水乙醇、去離子水進(jìn)行 多次洗滌，最終得到納米MgO/Mg(OH)2復(fù)合粉體；
X射線衍射(XRD)及透射電子顯微鏡(TEM)檢測(cè)結(jié)果。
將實(shí)例1和實(shí)例2所得到的樣品進(jìn)行XRD測(cè)試，其測(cè)試結(jié)果見圖1。圖1為前驅(qū) 物、直接煅燒、添加5倍LiN03熔鹽輔助煅燒后產(chǎn)物的XRD圖，圖a為未經(jīng)煅燒的 前驅(qū)物的XRD，圖中所有衍射峰可標(biāo)定為六方相Mg(OH)2，經(jīng)計(jì)算，其晶格常數(shù)& = 3.144 A，c = 4.777 A，與標(biāo)準(zhǔn)衍射卡No.44-1482非常接近。在相同煅燒溫度下，我們 發(fā)現(xiàn)，添加熔鹽輔助煅燒后，產(chǎn)物為Mg(OH)2和MgO的混合相，而直接煅燒后， 產(chǎn)物為單一MgO，如圖(b)中，在26 = 43°出現(xiàn)了 MgO的(200)晶面的特征峰，其余 可以表征為Mg(OH)2，直接煅燒后，圖(c)中所有衍射峰均可標(biāo)定為立方MgO，其晶 格常數(shù)為a 4.217 A，與標(biāo)準(zhǔn)衍射卡71-1176非常吻合。
將實(shí)例1和實(shí)例2所得到的樣品進(jìn)行TEM測(cè)試，其測(cè)試結(jié)果見圖2。圖2為前 驅(qū)物、直接煅燒、添加5倍LiN03熔鹽輔助煅燒后的TEM圖，圖中前驅(qū)物為較大的
積聚片狀物，煅燒后，產(chǎn)物仍為不規(guī)則的片狀，厚度大部分都在納米級(jí)不等。
權(quán)利要求
1.一種納米MgO/Mg(OH)2復(fù)合粉體的制備方法，其特征在于具有以下的制備過程和步驟a.首先用去離子水配制硫酸鎂水溶液和氨水水溶液；備用；硫酸鎂水溶液的濃度為0.1～2.0mol/L；氨水水溶液的濃度為1～10wt％；b.在60℃恒溫水浴、強(qiáng)烈攪拌條件下，以一定滴加速度往所述硫酸鎂水溶液中加入所述氨水水溶液沉淀劑；氨水的滴加時(shí)間為10～60min。c.當(dāng)氨水水溶液滴加完畢厚，在30～90℃溫度下繼續(xù)反應(yīng)30～120min；溶液有白色沉淀析出；d.將所得的上述含有白色沉淀的母液陳化一段時(shí)間后，進(jìn)行抽濾，并采用去離子水、無水乙醇對(duì)沉淀物進(jìn)行多次洗滌；然后將得到的前驅(qū)物置于40～100℃干燥箱中干燥，得白色產(chǎn)物。e.將上述干燥后的白色產(chǎn)物與硝酸鹽熔鹽均勻混合，隨后放入真空爐中進(jìn)行煅燒；所采用的硝酸鹽為NaNO3、KNO3或LiNO3中的任一種；硝酸鹽熔鹽與前驅(qū)物的混合重量比例為1∶1～15∶1；真空煅燒的溫度為450～750℃；煅燒時(shí)間為1～3小時(shí)；f.煅燒產(chǎn)物待冷卻至室溫后，取出，用無水乙醇、去離子水進(jìn)行多次洗滌，以去除殘留熔鹽，待干燥后，最終得到納米MgO/Mg(OH)2復(fù)合粉體。
2. 如權(quán)利要求1所述的一種納米MgO/Mg(OH)2復(fù)合粉體的制備方法，其特征在于 所用的鎂鹽原料，除了所述的硫酸鎂之外，還可用氯化鎂或硝酸鎂。
3. 如權(quán)利要求1所述的一種納米MgO/Mg(OH)2復(fù)合粉體的制備方法，其特征在于 所述的真空爐煅燒的升降溫速率為2 15'C/min。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種MgO/Mg(OH)₂復(fù)合粉體的制備方法，屬于無機(jī)非金屬材料制備工藝技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明的特點(diǎn)主要是利用熔鹽輔助技術(shù)。采用化學(xué)沉淀法，以氨水水溶液為沉淀劑，在60℃恒溫水域、強(qiáng)烈攪拌條件下，以一定的滴加速度往硫酸鎂水溶液中加入氨水水溶液，反應(yīng)體系中析出白色沉淀；將母液陳化一段時(shí)間后進(jìn)行抽濾、洗滌，然后將前驅(qū)物置于60℃干燥箱中干燥，然后將干燥后的產(chǎn)物加硝酸鹽熔鹽煅燒，煅燒產(chǎn)物冷卻后，洗滌后最終得產(chǎn)物納米MgO/Mg(OH)₂復(fù)合粉體。硝酸鹽熔鹽與前驅(qū)物的混合重量比例為1∶1～15∶1；真空煅燒的溫度為450～750℃；煅燒時(shí)間為1～3小時(shí)。本發(fā)明方法工藝簡(jiǎn)單易行，產(chǎn)品制備成本低，產(chǎn)品的分散性能好。
文檔編號(hào)C01F5/20GK101172628SQ200710047488
公開日2008年5月7日 申請(qǐng)日期2007年10月26日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月26日
發(fā)明者欣 馮, 施利毅, 韓丹丹 申請(qǐng)人:上海大學(xué);上海上惠納米科技有限公司