01特殊形貌蘭州氧化鎂的製備

球形結構的氧化鎂是由(you)前驅(qu)體球形堿式碳酸鎂或球形氫(qing)氧化鎂或球形堿式草酸鎂鍛燒而成的。以球形堿式碳酸鎂為例，堿式碳酸鎂的球體結構是由(you)片狀結構的堿式碳酸鎂堆(dui)積而成。將堿式碳酸鎂進行煆(duan)燒，球形堿式碳酸鎂發生熱分解(jie)，獲得球形的氧化鎂。

製備球形氧化鎂的技術路線主要有兩條：(1)以鎂鹽為原(yuan)料首先得到製備球形氧化鎂的前驅(qu)物，將前驅(qu)物熱處理得到球形氧化鎂；(2)將氧化鎂粉末與溶劑和粘合劑(有些(xie)情(qing)況可不用粘合劑)混合後，通過(guo)機械成型得到球形氧化鎂，再經(jing)過(guo)熱處理得到球形氧化鎂產物。等用沉澱法得到的球形氧化鎂，直徑為15-17um，並(bing)且繼續深(shen)入研究了時間對其反(fan)應進程(cheng)的影響(xiang)，發現合成過(guo)程(cheng)中氧化鎂先是片狀，然(ran)後逐漸(jian)變為絲(si)狀，最後變為球狀。

目(mu)前文(wen)獻報道的管狀氧化鎂直徑一般為納米級，長度一般為微米級，通常具有定向生長的特性，有較好的結晶度和確定的晶麵(mian)取向。利用碳-熱蒸發法可製得氧化鎂納米管，製備時在氧化鎂和碳的混合物中加(jia)入適(shi)量的Ga2O3，Ga2O3在氧化鎂納米管的形成過(guo)程(cheng)中起著至關重要的作用，在高溫下碳還(huai)原(yuan)Ga2O3，得到镓蒸氣，冷凝的镓液滴原(yuan)位催(cui)化氧化鎂納米管的各(ge)向異性生長。得到的氧化鎂納米管為單晶體，平均外徑200nm，壁厚20nm，長度可達50um。

超聲法處理得到片狀氧化鎂的關鍵在於超聲空化現象中爆破的氣泡對層(ceng)狀氧化鎂的衝擊(ji)使得層(ceng)狀氧化鎂剝離開來。超聲波會(hui)引起液體分子(zi)不斷(duan)受到壓縮和拉伸(shen)，產生交替的正(zheng)、負壓區，使得水分子(zi)出(chu)現疏密交替的變化，在疏的地方(fang)得到微氣泡，並(bing)在負壓區長大。微氣泡破裂(lie)時，周圍的水相會(hui)迅(xun)速(su)向氣泡中心湧入，釋(shi)放強壓力脈衝，這種脈衝的壓力往(wang)往(wang)高於104KPa，這種現象又稱(chen)作超聲空化效應。

本(ben)方(fang)法就是利用超聲空化的機理，利用超聲波引起隨著液相的不斷(duan)舒張壓縮，產生大量的微氣泡，並(bing)使得微氣泡在正(zheng)壓區不斷(duan)產生衝擊(ji)波打擊(ji)材(cai)料表麵(mian)，使得層(ceng)狀氧化鎂一層(ceng)一層(ceng)被剝離開，從而生成了氧化鎂納米片。

氧化鎂晶須主要是采用前驅(qu)物煆(duan)燒法製備的，即首先製備堿式硫酸鎂、堿式氯化鎂、堿式碳酸鎂、碳酸鎂等前驅(qu)物晶須，然(ran)後經(jing)熱處理得到氧化鎂晶須。

以活(huo)性氧化鎂和氯化鎂為原(yuan)料在水熱條件(jian)下首先合成堿式氯化鎂晶須，堿式氯化鎂晶須熱解(jie)後形貌能得到保持，從而得到氧化鎂晶須，晶須長度約200um，直徑約0.5um。

以硫酸鎂和氫(qing)氧化鈉為原(yuan)料，通過(guo)常溫反(fan)應水熱晶化，製得了結晶良(liang)好、具有纖維狀外形的前驅(qu)體堿式硫酸鎂。通過(guo)控(kong)製前驅(qu)體的分解(jie)速(su)度使其在低溫下緩慢分解(jie)以保持晶須狀外形，然(ran)後在高溫下燒結，可得到燒結良(liang)好、分散均勻、長徑比大的氧化鎂晶須。

介孔氧化鎂主要是用介孔碳、棉花纖維等為硬模板(ban)製備的。將體積為200mL，含有1mol·L-1Mg(NO3)2的溶液水浴控(kong)溫在30℃，在快速(su)攪拌的條件(jian)下向其中快速(su)加(jia)入溫度為室溫，體積為200mL，濃度為0.8mol·L-1的K2CO3溶液（化學計量比）。此時溶液由(you)澄清(qing)變為液固(gu)混合狀態，保持攪拌狀態30min。將該(gai)懸濁液液固(gu)分離，用蒸餾水將可溶離子(zi)去(qu)除，本(ben)實驗中所製備的樣(yang)品過(guo)濾性良(liang)好，隨後將所得樣(yang)品加(jia)熱到110℃烘幹，烘幹後的樣(yang)品經(jing)初步粉碎後放置在氧化鋁坩(gan)堝中隨爐升溫到600℃，相轉化時間為2h，所得到的樣(yang)品為棒狀介孔氧化鎂。

Yu等采用化學沉澱法，以硝酸鎂和碳酸鉀為原(yuan)料，用120℃油浴環(huan)境(jing)將碳酸鉀和硝酸鎂進行混合，繼續攪拌1min後在120℃下陳化2h，過(guo)濾洗(xi)滌後在700℃焙燒4h，通過(guo)改變硝酸鎂和碳酸鉀的比例得到巢形和花型的氧化鎂晶體。

Sutradhar等采用水熱法，以硝酸鎂和碳酸銨為原(yuan)料，用水熱法合成片狀、棒狀、花狀和球狀的氧化鎂，並(bing)研究了其作為催(cui)化劑負載(zai)的應用。

Wang等以MgCl2溶液與苯甲酸添加(jia)劑混合，用氫(qing)氧化鈉調(diao)節溶液pH值使得鎂沉降，水熱的方(fang)法合成了片狀的氫(qing)氧化鎂前驅(qu)體，將添加(jia)劑換成檸檬酸或乙(yi)二胺(an)四乙(yi)酸二鈉鹽時得到了纖維狀和盤狀的氧化鎂。

球形氧化鎂主要用於色譜法固(gu)定相、吸(xi)附有毒(du)物質、作為材(cai)料添加(jia)劑等領域。高效液相色譜(HPLC)是一種有效的分離技術，其分離效果受色譜柱填料影響(xiang)很大。目(mu)前所用的填料主要為二氧化矽(gui)基(ji)填料，二氧化矽(gui)基(ji)填料用於堿性條件(jian)下的分離時存在二次反(fan)應、保留時間長、脫尾嚴重、效率低、重現性差(cha)等問題。經(jing)研究探(tan)索發現鎂和鋁的氧化物和二氧化矽(gui)按一定比例的混合作為液相色譜的固(gu)定相可以很好地解(jie)決這一問題，所以球形氧化鎂在液相色譜法中的應用得到越來越多的關注(zhu)。

另外，球形氧化鎂的介孔納米片表現出(chu)優異的吸(xi)附性能，可吸(xi)附常見的有毒(du)重金屬離子(zi)及有機汙(wu)染物，有希望(wang)應用於廢(fei)水處理工藝中。還(huai)有人實驗對碳化法所製備球形氧化鎂進行XRD表征時發現，在335nm處的特征衍射峰是由(you)於誘導缺(que)陷或缺(que)陷能級而產生新能級。從此特征可預測氧化鎂微球與納米片在等離子(zi)體顯(xian)示麵(mian)板(ban)或其它光學應用領域將會(hui)是一個十分有前景的材(cai)料。

晶須是一種針(zhen)狀單晶體材(cai)料，其直徑為零(ling)點幾至幾個微米，長度為幾微米至數百微米，由(you)於晶體結構完整(zheng)，晶須具有較好的力學強度，作為塑料、金屬和陶瓷等物質的改性添加(jia)劑，顯(xian)示出(chu)優良(liang)的物理化學性質和機械性能。

氧化鎂晶須微觀形態為纖維狀，熔點高、強度大、彈性模量高，耐熱性、耐堿性、絕緣性、導熱性(熱傳(chuan)導率是氧化鋁的三倍)、穩(wen)定性和補(bu)強增韌性好，另外，氧化鎂晶須具有良(liang)好的抗高溫氧化性能。由(you)於具有上述(shu)優良(liang)性能，氧化鎂晶須適(shi)合作為複合材(cai)料的增強輔(fu)助材(cai)料，尤其適(shi)合製備高溫複合材(cai)料，是近幾年發展較快的高技術結構新材(cai)料。

溫室氣體二氧化碳對環(huan)境(jing)的負麵(mian)影響(xiang)越來越受重視，對二氧化碳搜捕的研究越來越多。吸(xi)附法是一種有效的搜捕二氧化碳的方(fang)法，堿性氧化物是有效的二氧化碳吸(xi)附劑。氧化鎂對二氧化碳的結合為可逆(ni)過(guo)程(cheng)，結合力比沸石強，比堿金屬氧化物弱(ruo)，室溫下二氧化碳靠物理或化學作用被氧化鎂吸(xi)附，所以氧化鎂是比較合適(shi)的二氧化碳吸(xi)附劑。介孔氧化鎂對二氧化碳的吸(xi)附量比實心氧化鎂高得多，吸(xi)附量隨溫度的升高而增加(jia)。介孔氧化鎂還(huai)可用於吸(xi)附去(qu)除水中的氟離子(zi)，去(qu)除效率比普通商(shang)品化的氧化鎂高得多。

迄今為止，國內外有關氧化鎂抗菌的研究報道並(bing)不多見。關於氧化鎂抗菌性能的提出(chu)，最早可追(zhui)溯到上個世紀的90年代中期，的日本(ben)研究者Sawai為了篩選出(chu)抗菌性能較好的無機材(cai)料，采用電導率研究測試(shi)了一係列的陶瓷粉體。實驗發現，在常見的26種陶瓷粉體中，抗菌性能較好的有CaO、ZnO、MgO等10種金屬氧化物和碳化物。其中，MgO被證實對革(ge)蘭氏陽性菌、革(ge)蘭氏陰(yin)性菌、真(zhen)菌等都具有較強殺菌、抗菌能力。

一般認為MgO的抗菌機理是由(you)活(huo)性氧引起的，而且MgO本(ben)身是一種良(liang)好的幹燥劑，能在其表麵(mian)產生大量的強氧化劑，進而抑製、殺滅微生物。