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          漳州幾類特殊形貌氧化鎂的製備分別(bie)有什(shi)麼應用綜述?

          發表時間:2024-02-15 訪問量:8418

          01特殊形貌漳州氧化鎂的製備

          材料的微觀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(diao)控是近年來材料領(ling)域研究的熱點之一。近年來,國內外對於特殊形貌納(na)微結(jie)構漳州氧化鎂的報道,有很(hen)多經(jing)過(guo)實驗研究發現一些(xie)特殊形貌的氧化鎂在很(hen)多方(fang)麵都有著(zhou)十分有效的應用,下文簡要(yao)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(jie)構的氧化鎂是由前驅(qu)體球形堿式碳酸鎂或球形氫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(jie)構是由片狀結(jie)構的堿式碳酸鎂堆(dui)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(ji)術路(lu)線(xian)主要(yao)有兩(liang)條:(1)以鎂鹽為原(yuan)料首先(xian)得到製備球形氧化鎂的前驅(qu)物,將前驅(qu)物熱處理(li)得到球形氧化鎂;(2)將氧化鎂粉末(mo)與(yu)溶劑(ji)和粘(zhan)合劑(ji)(有些(xie)情況(kuang)可不用粘(zhan)合劑(ji))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(li)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,並且繼續深入研究了時間對其反(fan)應進程的影響,發現合成過(guo)程中氧化鎂先(xian)是片狀,然後逐漸變為絲(si)狀,最(zui)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(na)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(jie)晶度和確定的晶麵取向。利用碳-熱蒸發法可製得氧化鎂納(na)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(na)米管的形成過(guo)程中起(qi)著(zhou)至關重要(yao)的作用,在高溫(wen)下碳還原(yuan)Ga2O3,得到镓蒸氣,冷凝(ning)的镓液滴(di)原(yuan)位催化氧化鎂納(na)米管的各向異性生長。得到的氧化鎂納(na)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)聲法處理(li)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對層狀氧化鎂的衝擊使(shi)得層狀氧化鎂剝離開來。超(chao)聲波會引起(qi)液體分子不斷受到壓縮和拉伸,產生交替的正、負壓區,使(shi)得水分子出現疏密(mi)交替的變化,在疏的地方(fang)得到微氣泡,並在負壓區長大。微氣泡破裂時,周圍(wei)的水相會迅(xun)速向氣泡中心湧(yong)入,釋放強壓力脈衝,這(zhe)種脈衝的壓力往往高於104KPa,這(zhe)種現象又(you)稱作超(chao)聲空化效應。

          本方(fang)法就(jiu)是利用超(chao)聲空化的機理(li),利用超(chao)聲波引起(qi)隨(sui)著(zhou)液相的不斷舒張壓縮,產生大量的微氣泡,並使(shi)得微氣泡在正壓區不斷產生衝擊波打(da)擊材料表麵,使(shi)得層狀氧化鎂一層一層被(bei)剝離開,從(cong)而生成了氧化鎂納(na)米片。

          1.4氧化鎂晶須

          氧化鎂晶須主要(yao)是采用前驅(qu)物煆燒法製備的,即首先(xian)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,然後經(jing)熱處理(li)得到氧化鎂晶須。

          以活(huo)性氧化鎂和氯化鎂為原(yuan)料在水熱條件下首先(xian)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(chi),從(cong)而得到氧化鎂晶須,晶須長度約200um,直徑約0.5um。

          以硫酸鎂和氫氧化鈉(na)為原(yuan)料,通過(guo)常溫(wen)反(fan)應水熱晶化,製得了結(jie)晶良(liang)好、具有纖維狀外形的前驅(qu)體堿式硫酸鎂。通過(guo)控製前驅(qu)體的分解速度使(shi)其在低溫(wen)下緩慢分解以保持(chi)晶須狀外形,然後在高溫(wen)下燒結(jie),可得到燒結(jie)良(liang)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(yao)是用介孔碳、棉(mian)花(hua)纖維等為硬模板(ban)製備的。將體積為200mL,含有1mol·L-1Mg(NO3)2的溶液水浴控溫(wen)在30℃,在快速攪拌的條件下向其中快速加入溫(wen)度為室溫(wen),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(gu)混合狀態,保持(chi)攪拌狀態30min。將該(gai)懸(xuan)濁液液固(gu)分離,用蒸餾(liu)水將可溶離子去除,本實驗中所製備的樣品過(guo)濾性良(liang)好,隨(sui)後將所得樣品加熱到110℃烘幹,烘幹後的樣品經(jing)初步粉碎後放置(zhi)在氧化鋁坩(gan)堝(guo)中隨(sui)爐升(sheng)溫(wen)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(ji)研究現狀

          Yu等采用化學沉澱法,以硝酸鎂和碳酸鉀為原(yuan)料,用120℃油(you)浴環(huan)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(guo)濾洗滌後在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(hua)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(hua)狀和球狀的氧化鎂,並研究了其作為催化劑(ji)負載的應用。

          Wang等以MgCl2溶液與(yu)苯甲酸添加劑(ji)混合,用氫氧化鈉(na)調(diao)節溶液pH值使(shi)得鎂沉降,水熱的方(fang)法合成了片狀的氫氧化鎂前驅(qu)體,將添加劑(ji)換(huan)成檸(nin)檬酸或乙二胺四(si)乙酸二鈉(na)鹽時得到了纖維狀和盤(pan)狀的氧化鎂。

          02特殊形貌氧化鎂的應用

          納(na)微結(jie)構氧化鎂是近些(xie)年受到廣(guang)泛關注的一種材料,與(yu)傳統氧化鎂相比,納(na)微結(jie)構氧化鎂往往具有較小的粒徑,較大的比表麵積,而且通過(guo)刻意控製其生長條件可以更(geng)多的暴(bao)露特定的晶麵,提供了更(geng)高密(mi)度的活(huo)性吸附位點。因此,比起(qi)傳統氧化鎂材料具有更(geng)好的光(guang)、電、磁、熱、化學特性,是科研與(yu)工(gong)業應用的熱點之一。

          2.1球形氧化鎂的應用

          球形氧化鎂主要(yao)用於色譜(pu)法固(gu)定相、吸附有毒物質(zhi)、作為材料添加劑(ji)等領(ling)域。高效液相色譜(pu)(HPLC)是一種有效的分離技(ji)術,其分離效果(guo)受色譜(pu)柱填(tian)料影響很(hen)大。目前所用的填(tian)料主要(yao)為二氧化矽基填(tian)料,二氧化矽基填(tian)料用於堿性條件下的分離時存(cun)在二次反(fan)應、保留時間長、脫尾嚴重、效率低、重現性差等問題(ti)。經(jing)研究探(tan)索發現鎂和鋁的氧化物和二氧化矽按一定比例的混合作為液相色譜(pu)的固(gu)定相可以很(hen)好地解決這(zhe)一問題(ti),所以球形氧化鎂在液相色譜(pu)法中的應用得到越來越多的關注。

          另外,球形氧化鎂的介孔納(na)米片表現出優異的吸附性能,可吸附常見的有毒重金屬離子及(ji)有機汙染物,有希(xi)望應用於廢水處理(li)工(gong)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處的特征衍射(she)峰(feng)是由於誘導缺陷或缺陷能級而產生新能級。從(cong)此特征可預測氧化鎂微球與(yu)納(na)米片在等離子體顯示麵板(ban)或其它光(guang)學應用領(ling)域將會是一個十分有前景的材料。

          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(bai)微米,由於晶體結(jie)構完整,晶須具有較好的力學強度,作為塑料、金屬和陶瓷等物質(zhi)的改性添加劑(ji),顯示出優良(liang)的物理(li)化學性質(zhi)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(熱傳導率是氧化鋁的三倍)、穩定性和補(bu)強增韌性好,另外,氧化鎂晶須具有良(liang)好的抗高溫(wen)氧化性能。由於具有上述優良(liang)性能,氧化鎂晶須適合作為複合材料的增強輔助材料,尤其適合製備高溫(wen)複合材料,是近幾年發展較快的高技(ji)術結(jie)構新材料。

          2.3介孔氧化鎂用於環(huan)保

          溫(wen)室氣體二氧化碳對環(huan)境的負麵影響越來越受重視,對二氧化碳搜捕的研究越來越多。吸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附劑(ji)。氧化鎂對二氧化碳的結(jie)合為可逆過(guo)程,結(jie)合力比沸石(shi)強,比堿金屬氧化物弱,室溫(wen)下二氧化碳靠物理(li)或化學作用被(bei)氧化鎂吸附,所以氧化鎂是比較合適的二氧化碳吸附劑(ji)。介孔氧化鎂對二氧化碳的吸附量比實心氧化鎂高得多,吸附量隨(sui)溫(wen)度的升(sheng)高而增加。介孔氧化鎂還可用於吸附去除水中的氟(fu)離子,去除效率比普通商(shang)品化的氧化鎂高得多。

          2.4納(na)米氧化鎂用於抗菌

          迄今為止,國內外有關氧化鎂抗菌的研究報道並不多見。關於氧化鎂抗菌性能的提出,最(zui)早可追溯到上個世紀的90年代中期,的日本研究者Sawai為了篩選(xuan)出抗菌性能較好的無(wu)機材料,采用電導率研究測試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(bei)證實對革蘭(lan)氏陽性菌、革蘭(lan)氏陰性菌、真菌等都具有較強殺菌、抗菌能力。

          一般認為MgO的抗菌機理(li)是由活(huo)性氧引起(qi)的,而且MgO本身是一種良(liang)好的幹燥(zao)劑(ji),能在其表麵產生大量的強氧化劑(ji),進而抑製、殺滅微生物。

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