01特殊形貌張家界氧化鎂的製備

球形結構的氧化鎂是由前(qian)驅(qu)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，獲得球形的氧化鎂。

製備球形氧化鎂的技術路(lu)線主要有兩條：(1)以鎂鹽(yan)為原料首先得到製備球形氧化鎂的前(qian)驅(qu)物，將前(qian)驅(qu)物熱處(chu)理得到球形氧化鎂；(2)將氧化鎂粉末與溶劑和粘合劑(有些情(qing)況可不(bu)用粘合劑)混合後，通過(guo)機械(xie)成型得到球形氧化鎂，再經過(guo)熱處(chu)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，並且繼續深入(ru)研究了時間對其反應(ying)進程的影響，發現合成過(guo)程中氧化鎂先是片狀，然後逐漸變為絲狀，最後變為球狀。

目前(qian)文(wen)獻報道的管狀氧化鎂直徑一般為納米(mi)級，長度一般為微米(mi)級，通常具有定(ding)向(xiang)生長的特性，有較(jiao)好的結晶度和確定(ding)的晶麵(mian)取向(xiang)。利用碳-熱蒸發法可製得氧化鎂納米(mi)管，製備時在氧化鎂和碳的混合物中加入(ru)適量的Ga2O3，Ga2O3在氧化鎂納米(mi)管的形成過(guo)程中起著至(zhi)關重要的作用，在高溫下碳還原Ga2O3，得到镓蒸氣，冷(ling)凝的镓液滴原位(wei)催化氧化鎂納米(mi)管的各(ge)向(xiang)異性生長。得到的氧化鎂納米(mi)管為單晶體，平均外徑200nm，壁厚20nm，長度可達50um。

超聲法處(chu)理得到片狀氧化鎂的關鍵(jian)在於超聲空化現象中爆破的氣泡對層(ceng)狀氧化鎂的衝(chong)擊使得層(ceng)狀氧化鎂剝(bo)離開來。超聲波會引(yin)起液體分子不(bu)斷(duan)受(shou)到壓縮(suo)和拉伸，產生交替的正、負壓區，使得水分子出現疏密交替的變化，在疏的地方得到微氣泡，並在負壓區長大。微氣泡破裂(lie)時，周(zhou)圍的水相會迅(xun)速(su)向(xiang)氣泡中心湧入(ru)，釋放強壓力脈衝(chong)，這種(zhong)脈衝(chong)的壓力往往高於104KPa，這種(zhong)現象又稱作超聲空化效應(ying)。

本方法就(jiu)是利用超聲空化的機理，利用超聲波引(yin)起隨著液相的不(bu)斷(duan)舒張壓縮(suo)，產生大量的微氣泡，並使得微氣泡在正壓區不(bu)斷(duan)產生衝(chong)擊波打擊材料表麵(mian)，使得層(ceng)狀氧化鎂一層(ceng)一層(ceng)被剝(bo)離開，從而生成了氧化鎂納米(mi)片。

氧化鎂晶須主要是采用前(qian)驅(qu)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(qian)驅(qu)物晶須，然後經熱處(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)氧化鈉為原料，通過(guo)常溫反應(ying)水熱晶化，製得了結晶良好、具有纖維狀外形的前(qian)驅(qu)體堿式硫酸鎂。通過(guo)控製前(qian)驅(qu)體的分解速(su)度使其在低溫下緩慢(man)分解以保持晶須狀外形，然後在高溫下燒結，可得到燒結良好、分散均勻、長徑比大的氧化鎂晶須。

介孔氧化鎂主要是用介孔碳、棉花纖維等為硬模板製備的。將體積為200mL，含有1mol·L-1Mg(NO3)2的溶液水浴控溫在30℃，在快速(su)攪拌的條件(jian)下向(xiang)其中快速(su)加入(ru)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(cheng)清(qing)變為液固(gu)混合狀態，保持攪拌狀態30min。將該懸濁液液固(gu)分離，用蒸餾水將可溶離子去除，本實驗中所製備的樣品過(guo)濾(lv)性良好，隨後將所得樣品加熱到110℃烘幹，烘幹後的樣品經初步粉碎後放置在氧化鋁(lv)坩(gan)堝中隨爐升溫到600℃，相轉化時間為2h，所得到的樣品為棒狀介孔氧化鎂。

Yu等采用化學沉澱法，以硝酸鎂和碳酸鉀為原料，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(lv)洗滌後在700℃焙燒4h，通過(guo)改(gai)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料，用水熱法合成片狀、棒狀、花狀和球狀的氧化鎂，並研究了其作為催化劑負載的應(ying)用。

Wang等以MgCl2溶液與苯甲(jia)酸添加劑混合，用氫(qing)氧化鈉調節(jie)溶液pH值使得鎂沉降，水熱的方法合成了片狀的氫(qing)氧化鎂前(qian)驅(qu)體，將添加劑換(huan)成檸(nin)檬酸或乙(yi)二胺(an)四乙(yi)酸二鈉鹽(yan)時得到了纖維狀和盤狀的氧化鎂。

球形氧化鎂主要用於色(se)譜(pu)法固(gu)定(ding)相、吸附(fu)有毒物質、作為材料添加劑等領(ling)域。高效液相色(se)譜(pu)(HPLC)是一種(zhong)有效的分離技術，其分離效果受(shou)色(se)譜(pu)柱(zhu)填(tian)料影響很大。目前(qian)所用的填(tian)料主要為二氧化矽(gui)基(ji)填(tian)料，二氧化矽(gui)基(ji)填(tian)料用於堿性條件(jian)下的分離時存(cun)在二次反應(ying)、保留時間長、脫尾嚴重、效率低、重現性差等問題。經研究探索發現鎂和鋁(lv)的氧化物和二氧化矽(gui)按一定(ding)比例的混合作為液相色(se)譜(pu)的固(gu)定(ding)相可以很好地解決這一問題，所以球形氧化鎂在液相色(se)譜(pu)法中的應(ying)用得到越(yue)來越(yue)多的關注。

另外，球形氧化鎂的介孔納米(mi)片表現出優異的吸附(fu)性能，可吸附(fu)常見的有毒重金(jin)屬(shu)離子及有機汙染(ran)物，有希望(wang)應(ying)用於廢水處(chu)理工藝中。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(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(mi)片在等離子體顯示麵(mian)板或其它光學應(ying)用領(ling)域將會是一個(ge)十分有前(qian)景的材料。

晶須是一種(zhong)針狀單晶體材料，其直徑為零點幾(ji)至(zhi)幾(ji)個(ge)微米(mi)，長度為幾(ji)微米(mi)至(zhi)數(shu)百微米(mi)，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(jin)屬(shu)和陶瓷等物質的改(gai)性添加劑，顯示出優良的物理化學性質和機械(xie)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(熱傳導率是氧化鋁(lv)的三倍)、穩定(ding)性和補強增韌性好，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(fu)合材料的增強輔助材料，尤(you)其適合製備高溫複(fu)合材料，是近幾(ji)年發展較(jiao)快的高技術結構新材料。

溫室氣體二氧化碳對環(huan)境(jing)的負麵(mian)影響越(yue)來越(yue)受(shou)重視(shi)，對二氧化碳搜捕的研究越(yue)來越(yue)多。吸附(fu)法是一種(zhong)有效的搜捕二氧化碳的方法，堿性氧化物是有效的二氧化碳吸附(fu)劑。氧化鎂對二氧化碳的結合為可逆(ni)過(guo)程，結合力比沸(fei)石強，比堿金(jin)屬(shu)氧化物弱，室溫下二氧化碳靠物理或化學作用被氧化鎂吸附(fu)，所以氧化鎂是比較(jiao)合適的二氧化碳吸附(fu)劑。介孔氧化鎂對二氧化碳的吸附(fu)量比實心氧化鎂高得多，吸附(fu)量隨溫度的升高而增加。介孔氧化鎂還可用於吸附(fu)去除水中的氟離子，去除效率比普(pu)通商品化的氧化鎂高得多。

迄今為止，國(guo)內外有關氧化鎂抗菌的研究報道並不(bu)多見。關於氧化鎂抗菌性能的提出，最早可追溯(su)到上個(ge)世(shi)紀的90年代中期，的日本研究者(zhe)Sawai為了篩選出抗菌性能較(jiao)好的無(wu)機材料，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(zhong)陶瓷粉體中，抗菌性能較(jiao)好的有CaO、ZnO、MgO等10種(zhong)金(jin)屬(shu)氧化物和碳化物。其中，MgO被證(zheng)實對革蘭氏陽性菌、革蘭氏陰性菌、真菌等都具有較(jiao)強殺菌、抗菌能力。

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