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          銅仁幾類特殊形貌氧化鎂的製備分別有什(shi)麼應(ying)用綜(zong)述?

          發表時間:2024-02-15 訪問量:8328

          01特殊形貌銅仁氧化鎂的製備

          材料的微觀(guan)形貌和性能往往具有強烈的相關性,因此無(wu)機材料的形貌調控是近年來材料領域研(yan)究的熱點之一。近年來,國(guo)內外對於特殊形貌納微結構銅仁氧化鎂的報道,有很(hen)多(duo)經過實驗研(yan)究發現一些特殊形貌的氧化鎂在很(hen)多(duo)方(fang)麵都有著十(shi)分有效的應(ying)用,下文簡(jian)要的對部分特殊形貌氧化鎂的製備進行概述。

          1.1球形氧化鎂

          球形結構的氧化鎂是由前驅體球形堿式碳酸鎂或球形氫(qing)氧化鎂或球形堿式草(cao)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片狀結構的堿式碳酸鎂堆積而成。將堿式碳酸鎂進行煆燒,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物,將前驅物熱處(chu)理得到球形氧化鎂;(2)將氧化鎂粉末與(yu)溶劑和粘合劑(有些情況可不(bu)用粘合劑)混合後,通(tong)過機械(xie)成型(xing)得到球形氧化鎂,再(zai)經過熱處(chu)理得到球形氧化鎂產物。等用沉(chen)澱法得到的球形氧化鎂,直徑為15-17um,並且繼續深(shen)入研(yan)究了(liao)時間對其反應(ying)進程的影響,發現合成過程中氧化鎂先是片狀,然(ran)後逐漸變為絲狀,最後變為球狀。

          1.2管狀氧化鎂

          目前文獻(xian)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(tong)常具有定向(xiang)生長的特性,有較(jiao)好的結晶度和確定的晶麵取向(xiang)。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入適量的Ga2O3,Ga2O3在氧化鎂納米管的形成過程中起著至關重要的作用,在高溫下碳還原(yuan)Ga2O3,得到镓蒸氣,冷凝的镓液滴原(yuan)位(wei)催(cui)化氧化鎂納米管的各(ge)向(xiang)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。

          1.3片狀氧化鎂

          超(chao)聲法處(chu)理得到片狀氧化鎂的關鍵在於超(chao)聲空化現象中爆破的氣泡(pao)對層狀氧化鎂的衝擊(ji)使得層狀氧化鎂剝離開來。超(chao)聲波會引起液體分子不(bu)斷受到壓縮和拉伸,產生交(jiao)替的正、負壓區,使得水分子出現疏密交(jiao)替的變化,在疏的地方(fang)得到微氣泡(pao),並在負壓區長大。微氣泡(pao)破裂時,周圍(wei)的水相會迅速向(xiang)氣泡(pao)中心湧入,釋(shi)放強壓力脈(mai)衝,這種脈(mai)衝的壓力往往高於104KPa,這種現象又(you)稱作超(chao)聲空化效應(ying)。

          本方(fang)法就是利用超(chao)聲空化的機理,利用超(chao)聲波引起隨(sui)著液相的不(bu)斷舒張(zhang)壓縮,產生大量的微氣泡(pao),並使得微氣泡(pao)在正壓區不(bu)斷產生衝擊(ji)波打(da)擊(ji)材料表麵,使得層狀氧化鎂一層一層被剝離開,從而生成了(liao)氧化鎂納米片。

          1.4氧化鎂晶須

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

          以活性氧化鎂和氯化鎂為原(yuan)料在水熱條件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(tong)過常溫反應(ying)水熱晶化,製得了(liao)結晶良好、具有纖(xian)維狀外形的前驅體堿式硫酸鎂。通(tong)過控製前驅體的分解(jie)速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,可得到燒結良好、分散均勻、長徑比大的氧化鎂晶須。

          1.5介孔氧化鎂

          介孔氧化鎂主要是用介孔碳、棉花(hua)纖(xian)維等為硬(ying)模板製備的。將體積為200mL,含有1mol·L-1Mg(NO3)2的溶液水浴控溫在30℃,在快速攪拌的條件下向(xiang)其中快速加入溫度為室溫,體積為200mL,濃度為0.8mol·L-1的K2CO3溶液(化學計量比)。此時溶液由澄清(qing)變為液固混合狀態,保持攪拌狀態30min。將該(gai)懸濁(zhuo)液液固分離,用蒸餾水將可溶離子去除,本實驗中所製備的樣品過濾性良好,隨(sui)後將所得樣品加熱到110℃烘幹,烘幹後的樣品經初步(bu)粉碎(sui)後放置在氧化鋁坩(gan)堝中隨(sui)爐升溫到600℃,相轉化時間為2h,所得到的樣品為棒狀介孔氧化鎂。

          1.6其他特殊形貌氧化鎂的製備及研(yan)究現狀

          Yu等采用化學沉(chen)澱法,以硝酸鎂和碳酸鉀為原(yuan)料,用120℃油浴環境將碳酸鉀和硝酸鎂進行混合,繼續攪拌1min後在120℃下陳化2h,過濾洗滌(di)後在700℃焙燒4h,通(tong)過改(gai)變硝酸鎂和碳酸鉀的比例得到巢(chao)形和花(hua)型(xing)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(hua)狀和球狀的氧化鎂,並研(yan)究了(liao)其作為催(cui)化劑負載的應(ying)用。

          Wang等以MgCl2溶液與(yu)苯甲酸添加劑混合,用氫(qing)氧化鈉調節溶液pH值(zhi)使得鎂沉(chen)降(jiang),水熱的方(fang)法合成了(liao)片狀的氫(qing)氧化鎂前驅體,將添加劑換成檸檬(meng)酸或乙二(er)胺四乙酸二(er)鈉鹽時得到了(liao)纖(xian)維狀和盤狀的氧化鎂。

          02特殊形貌氧化鎂的應(ying)用

          納微結構氧化鎂是近些年受到廣(guang)泛(fan)關注(zhu)的一種材料,與(yu)傳統氧化鎂相比,納微結構氧化鎂往往具有較(jiao)小的粒(li)徑,較(jiao)大的比表麵積,而且通(tong)過刻(ke)意(yi)控製其生長條件可以更多(duo)的暴露特定的晶麵,提(ti)供了(liao)更高密度的活性吸(xi)附位(wei)點。因此,比起傳統氧化鎂材料具有更好的光、電、磁、熱、化學特性,是科(ke)研(yan)與(yu)工業應(ying)用的熱點之一。

          2.1球形氧化鎂的應(ying)用

          球形氧化鎂主要用於色譜法固定相、吸(xi)附有毒物質(zhi)、作為材料添加劑等領域。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(tian)料影響很(hen)大。目前所用的填(tian)料主要為二(er)氧化矽基(ji)填(tian)料,二(er)氧化矽基(ji)填(tian)料用於堿性條件下的分離時存在二(er)次(ci)反應(ying)、保留時間長、脫尾嚴重、效率低、重現性差(cha)等問題。經研(yan)究探索發現鎂和鋁的氧化物和二(er)氧化矽按一定比例的混合作為液相色譜的固定相可以很(hen)好地解(jie)決(jue)這一問題,所以球形氧化鎂在液相色譜法中的應(ying)用得到越(yue)來越(yue)多(duo)的關注(zhu)。

          另外,球形氧化鎂的介孔納米片表現出優異的吸(xi)附性能,可吸(xi)附常見的有毒重金屬(shu)離子及有機汙染物,有希望應(ying)用於廢(fei)水處(chu)理工藝(yi)中。還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(chu)的特征衍射峰是由於誘導缺陷或缺陷能級而產生新能級。從此特征可預測氧化鎂微球與(yu)納米片在等離子體顯示麵板或其它(ta)光學應(ying)用領域將會是一個十(shi)分有前景(jing)的材料。

          2.2氧化鎂晶須用於材料增強

          晶須是一種針狀單晶體材料,其直徑為零點幾至幾個微米,長度為幾微米至數百微米,由於晶體結構完整,晶須具有較(jiao)好的力學強度,作為塑料、金屬(shu)和陶瓷(ci)等物質(zhi)的改(gai)性添加劑,顯示出優良的物理化學性質(zhi)和機械(xie)性能。

          氧化鎂晶須微觀(guan)形態為纖(xian)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(熱傳導率是氧化鋁的三(san)倍)、穩定性和補(bu)強增韌(ren)性好,另外,氧化鎂晶須具有良好的抗高溫氧化性能。由於具有上述優良性能,氧化鎂晶須適合作為複合材料的增強輔助(zhu)材料,尤其適合製備高溫複合材料,是近幾年發展較(jiao)快的高技術結構新材料。

          2.3介孔氧化鎂用於環保

          溫室氣體二(er)氧化碳對環境的負麵影響越(yue)來越(yue)受重視,對二(er)氧化碳搜捕的研(yan)究越(yue)來越(yue)多(duo)。吸(xi)附法是一種有效的搜捕二(er)氧化碳的方(fang)法,堿性氧化物是有效的二(er)氧化碳吸(xi)附劑。氧化鎂對二(er)氧化碳的結合為可逆(ni)過程,結合力比沸(fei)石強,比堿金屬(shu)氧化物弱(ruo),室溫下二(er)氧化碳靠(kao)物理或化學作用被氧化鎂吸(xi)附,所以氧化鎂是比較(jiao)合適的二(er)氧化碳吸(xi)附劑。介孔氧化鎂對二(er)氧化碳的吸(xi)附量比實心氧化鎂高得多(duo),吸(xi)附量隨(sui)溫度的升高而增加。介孔氧化鎂還可用於吸(xi)附去除水中的氟(fu)離子,去除效率比普通(tong)商品化的氧化鎂高得多(duo)。

          2.4納米氧化鎂用於抗菌

          迄今為止,國(guo)內外有關氧化鎂抗菌的研(yan)究報道並不(bu)多(duo)見。關於氧化鎂抗菌性能的提(ti)出,最早(zao)可追(zhui)溯(su)到上個世(shi)紀的90年代中期,的日(ri)本研(yan)究者Sawai為了(liao)篩選出抗菌性能較(jiao)好的無(wu)機材料,采用電導率研(yan)究測試了(liao)一係列的陶瓷(ci)粉體。實驗發現,在常見的26種陶瓷(ci)粉體中,抗菌性能較(jiao)好的有CaO、ZnO、MgO等10種金屬(shu)氧化物和碳化物。其中,MgO被證實對革蘭氏陽性菌、革蘭氏陰性菌、真(zhen)菌等都具有較(jiao)強殺菌、抗菌能力。

          一般認為MgO的抗菌機理是由活性氧引起的,而且MgO本身是一種良好的幹燥劑,能在其表麵產生大量的強氧化劑,進而抑製、殺滅微生物。

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