多孔镁基板上纳米厚度氢氧化镁叠片的水热合成研究（英文）

通过水热法在烧结的多孔镁基板上制备了纳米厚度的氢氧化镁(Mg(OH)_2)叠片。分别用SEM及XRD表征了水热合成过程中基板的形貌和物相变化。结果表明,将水热合成的反应时间控制在20~40 min之内,可以制备出具有100 nm左右厚度的、不同紧密程度的Mg(OH)_2叠片。水热合成的反应时间超过40 min,Mg(OH)_2叠片将会逐渐从基板表面生长合并为块状晶体。同时,对水热反应过程中氢氧化镁晶体的形核和长大机理进行了探讨。     

水热反应条件对氢氧化镁晶体微观内应变的影响

用氯化镁和氢氧化钠反应合成氢氧化镁前驱体,通过水热反应制备出氢氧化镁阻燃剂粉体,采用X射线衍射进行表征,分析水热条件对氢氧化镁晶体(101)面微观内应变和晶体生长方向的影响.结果表明:在实验温度范围内,碱浓度和水热时间对氢氧化镁晶体在(101)面微观内应变的影响规律比较明显.碱浓度和水热温度是影响晶体生长方向的主要因素.     

氢氧化镁的复合改性研究

以十二烷基磷酸酯(DDP)和硅烷偶联剂(KH550)为复合改性剂,对氢氧化镁(Mg(OH)2)进行表面改性.通过活化指数和水接触角测试,考察了改性剂配比、改性剂量、反应时间和反应温度对Mg(OH)2改性效果的影响,对比了改性前后Mg(OH)2对E-51环氧树脂(EP)的阻燃性能.得到较佳改性工艺条件为:改性剂添加量为3 wt;,DDP/KH550的配比为7∶3,反应温度为50℃,反应时间为60 min.Mg(OH)2改性前后的XRD、SEM、FT-IR和TGA-DSC等分析结果表明,复合改性后的Mg(OH)2晶型结构无变化,表面由亲水性变为疏水性,与未改性Mg(OH)2相比,分散性和热稳定性得到明显提高,极限氧指数(LOI)测试结果表明,Mg(OH)2经复合改性后阻燃效果明显提高.     

滴定过程控制Mg(OH)2晶体粒径和形貌

以氯化镁为镁源,氨水为沉淀剂,分别采用正向、反向和双向三种滴定过程制备Mg(OH)2,通过监测溶液动态pH值变化,并引入晶体生长驱动力指标S(镁与氢氧根离子积与容度积的比值取对数)来定量表示溶液滴定过程中动态过饱和度变化,SEM和XRD表征Mg(OH):的结构和形貌.结果表明,正向滴定过程合成的Mg(OH):晶粒大小混杂(100-600 am),反向滴定合成的晶粒偏小(200 nm左右),双向滴定合成的晶粒粒径分布集中(400 nm左右).引入的S较能准确地描述Mg(OH)2成核和晶体生长的规律,不同的滴定过程有不同的S值变化规律.联系S值的变化和晶体粒径的分布,认为S>0时晶体成核占主导,S<0时晶体生长占主导.通过动态控制溶液S值的动态变化,可以目的性地控制Mg(OH)2晶体的结构和形貌.     

硼酸镁纳米晶须的水热-熔盐焙烧合成研究

以MgCl2·6H2O、H3BO3和NaOH为原料,采用定-转子反应器合成MgBO2 (OH)前驱体,水热合成MgBO2 (OH)纳米棒,进而熔盐焙烧合成了直径为50 ～105 nm、长度为6～13μm(平均长径比为120)、高度分散的纯单斜相单晶Mg2B2O5纳米晶须.采用XRD、SEM、EDX、TEM及SAED等手段进行表征.研究发现,MgBO2( OH)纳米棒的最佳合成条件是水热温度为210℃、水热时间为8h,该条件下可获得分散良好、形貌规则,尺寸分布范围窄的MgBO2 (OH)纳米棒.     

碱式氯化镁晶须的水热合成及生长机理探讨

以六水氯化镁、氢氧化钠为原料,采用水热法合成碱式氯化镁晶须[9Mg(OH)2·MgCl2·5H2O,basic magnesium chloride,BMC],并分析了镁离子浓度、镁离子与氢氧化钠的摩尔比R、反应时间、反应温度对晶体制备的影响.用场发射扫描电镜、透射电镜、X射线衍射仪、选区衍射等对产物的形貌和组成进行表征.结果表明,180℃反应6h合成的BMC晶须长度为150 μm以上,直径在0.5～1 μm,长径比为150～400;BMC的生长实质上是以负离子配位多面体[Mg-(OH)4]2-及[Mg-Cl4]2-为生长结构基元,不同的晶体取向和叠合速度而形成的晶须.     

机械力化学法合成Mg-Al类水滑石研究

以Mg(OH)2、Al(OH)3和NaHCO3为起始反应物, 用机械力化学法, 制备出一次粒子平均晶粒度约20 nm的高结晶度单相纳米晶Mg-Al类水滑石.用XRD、SEM、TEM及EDS对合成产物进行了表征,结果表明:产物Mg/Al物质的量比随水洗温度的升高而增大,水洗4 h后变化停滞,由不同Mg/Al投料比所制备的产物的Mg/Al物质的量比均低于投料比.Mg-Al HTLc晶体形成经历了机械活化和扩散两个过程.     

水热LSS法制备La(OH)3 纳米晶

采用基于在水热合成的过程中发生于液相、固相和溶液相界面处的相扩散和分离机制的液相(Liquid)-固相(Solid)-溶液相(Solution)(LSS)法成功地制备出具有规则形状的La(OH)3纳米晶,主要研究了水热反应釜填充比、水热反应温度等工艺因素对La(OH)3纳米晶的晶粒尺寸及相组成的影响.采用X射线衍射仪、纳米粒度分析仪和透射电子显微镜对所制备的La(OH)3纳米晶进行表征.结果表明:所制备的La(OH)3由直径约为10～40nm的纳米晶组成,晶粒尺寸分布均匀;随着水热反应温度从120℃增加到220℃,La(OH)3纳米晶结晶程度提高,晶粒的平均尺寸从14nm增加到40nm;在60～80;范围内,水热反应釜填充比对La(OH)3纳米晶的粒度影响不大.     

钙钛矿型SrSnO3纳米棒的合成

采用表面活性剂CTAB(十六烷基三甲基溴化铵)辅助水热法制备了SrSn(OH)6前躯体,将SrSn(OH)6前躯体600 ℃热处理3 h合成了钙钛矿立方SrSnO3一维纳米棒.通过热重-差热分析(TG-DTA)、X射线衍射图谱(XRD)、红外光谱(IR)、透射电子显微镜(TEM)对所合成样品进行了表征.结果表明,水热体系的pH值以及水热温度是影响所得产物纯度和结晶度的重要因素.在合成过程中,表面活性剂CTAB对样品纳米棒结构的生长具有关键作用.     

多孔氧化镁纤维的制备及其生长机制研究

以硫酸镁(MgSO4)为原料,氢氧化钠(NaOH)为沉淀剂,聚乙二醇(PEG)为结构导向剂,采用水热法合成出碱式硫酸镁(MgSQ·5Mg(OH)2·3H2O)纤维,对前驱体进行煅烧获得多孔氧化镁纤维.通过X射线衍射、扫描电镜、N2吸附-脱附等技术对样品的表征,分析了水热温度、水热时间对氧化镁的孔结构与形貌的影响.结果表明,水热温度和水热时间对前驱体的成分与形貌有较大的影响.在PEG(6000)与Mg物质的量比为0.01∶1的条件下,于140 ℃水热处理20h后进行煅烧可合成结晶良好、孔径在几十至几百个纳米的多孔氧化镁纤维.     

基于水合碳酸镁结晶过程的化学键分析

基于晶体学结构,将化学键理论定量地应用到水合碳酸镁Mg5(CO3)4(OH)2·4H2O和MgOgO3·3H2O的结晶行为研究中,以此指导和控制实际晶体的生长行为.根据所选晶面的化学键数目和强度,可以计算出该晶面的垂直生长速率,从而方便地预测出Mg5(CO3)4(OH)2·4H2O和MMgO3·3H2O晶体的理想形貌.Mg5(CO3)4(OH)2·4H2O晶体表现出六方片状的结晶习性,MgCO3·3H2O则具有六方柱的理想形貌.在实验中,六方片状的Mg5(CO3)4(OH)2-114心O和MgO3·3H2O六方柱可以通过简单的液相反应获得,证明我们的理论计算与实验结果完全相符.目前研究结果表明,单晶生长可以通过热力学意义上调整组成原子或离子的成键方式获得本质上的改进,这一过程为我们从动力学角度优化实验策略提供了更广阔的空间.     

Influence of solvents on the hydrothermal formation of one‐dimensional magnesium hydroxide

The influence of solvents on the hydrothermal formation of one‐dimensional (1D) magnesium hydroxide (Mg(OH)₂) was investigated in this paper. Uniform 1D Mg(OH)₂ with a length of 10‐20 μm, a width of 100‐200 nm and a preferential growth along [110] direction have been synthesized by treating magnesium oxysulfate (5Mg(OH)₂·MgSO₄·3H₂O, abbreviated as 513MOS) nanowires in NaOH ethanol solution at 180 °C for 2.0 h. The experimental results indicated that the solvent of ethanol and NaOH concentration were essential for the conversion of 513MOS nanowires to 1D Mg(OH)₂. The slow release of MgSO₄ from 513MOS and the heterogenous precipitation of Mg(OH)₂ at the defects left by MgSO₄ dissolution promoted the formation of 1D Mg(OH)₂. (© 2008 WILEY‐VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim)     

Synthesis of magnesium oxysulfate whiskers in the presence of sodium dodecyl benzene sulfonate

Uniform magnesium oxysulfate (5Mg(OH)₂·MgSO₄·3H₂O) whiskers with a length of 10‐15 µm and a diameter of 0.4‐1.0 µm were synthesized in the presence of sodium dodecyl benzene sulfonate (Na‐SO₃‐C₆H₄‐C₁₂H₂₅) at 200°C for 1 h, using MgSO₄·7H₂O and NaOH as the reactants. Mg(OH)₂ precursor with poor crystallization and small crystal size was formed owing to the adsorption of sodium dodecyl benzene sulfonate on the Mg(OH)₂ surface. The quick dissolution of Mg(OH)₂ precursor in the subsequent hydrothermal reaction inhibited the occurrence of the sector‐like byproduct and promoted the formation of magnesium oxysulfate whiskers with uniform morphology. (© 2008 WILEY‐VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim)     

一步水热法合成六方片状氢氧化镁及其生长习性分析的研究

以硝酸镁为原料,氨气为沉淀剂,采用一步水热法制备六方片状氢氧化镁,利用扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)对产品进行表征,结果表明120℃为较佳温度.采用Morphology程序对氢氧化镁生长习性进行理论分析,计算了其主要显露面族的表面能、表面附着能和晶面面积百分比等相关参数.计算结果表明,氢氧化镁(001)面会成为主要显露晶面,(101)面会成为经常显露晶面,其形貌大部分会呈现正六方片状但其中会掺杂着不规则的六边形片状结构与实验结果吻合.由温度引起的(001)晶面显露程度变化是导致宏观形貌非理想性的重要原因.本文结果为进一步与非理想形貌机理研究奠定了良好的基础.     

镁离子掺杂羟基磷灰石晶须的制备及热稳定性研究

羟基磷灰石(HA)是一种性能优良的骨替代材料,镁离子掺杂HA (Mg-HA) 晶须不仅可以改变HA的生物学性能,还能起到增强作用.但Mg2+掺入后会改变HA的晶格结构并影响它的热稳定性.采用水热合成法制备了镁离子掺杂HA晶须,并通过XRD、FTIR和SEM研究了镁离子掺杂HA的晶体结构、热稳定性及影响因素.结果表明:当镁离子掺杂量≤5;时,随着镁离子掺杂量的增加,HA晶须的结晶度降低,晶胞参数a基本不变、c值有所降低;当镁离子的掺量增加至8;时,有少量Ca7Mg2P6O24杂质峰出现.镁离子掺杂HA在800 ℃下就能发生分解,生成HA/β-TCP双相磷酸钙.镁离子的掺杂量、煅烧温度和生物玻璃添加量都能促进HA的分解.     

Investigation of the Conditions for the Production of Calcium Magnesium Acetate (CMA) Road Deicer in an Extractive Crystallization Process

Calcium magnesium acetate (CMA) is considered as the best road deicer to replace the environmentally unacceptable NaCl and CaCl₂. However, the high cost of CMA prohibits its widespread use. The present study is dealing with the investigation of a crystallization method for the production of deicing CMA crystals of desired physical properties and the elucidation of the conditions under which such a product can be formed. Extractive crystallization is promising for the low cost production of CMA crystals considering that acetic acid is produced by a biochemical method and removed from the fermentation broth in situ by organic extractant systems. In this method, this organic phase, which contains the acetate ions is contacted with an aqueous phase which is the source of calcium and magnesium ions. The extractive crystallization process resulted in the production of well‐formed, large, and non‐spherical crystals of calcium acetate (CA), magnesium acetate (MA), and calcium magnesium acetate double salt (CMADS). The crystal size was affected by the concentration of acetic acid in both the organic and aqueous phases, whereas the crystal type and hydration level were determined primarily by the acetic acid concentration in the aqueous phase. The molar ratio of the precursor salts (CaCO₃/MgCO₃) in the reaction mixture was found to be the major factor for determining the habit and Ca/Mg content of crystals. Crystallization of CMADS was favored at high concentrations of acetic acid in the aqueous phase and at higher temperatures as shown from supplementary evaporation‐to‐dryness experiments.     

The effects of solvent and microwave on the preparation of Magnesium Oxide Precursor

Four methods including hydrothermal method, glycol‐hydrothermal method, microwave‐hydrothermal method and glycol‐microwave‐hydrothermal method were used to prepare magnesium oxide precursor by the reaction of MgSO₄·7H₂O with (NH₄)₂CO₃. The composition, crystallinity, morphology, aspect ratio, yield, functional groups, atom distribution, and interplanar spacing of the sample were investigated by X‐ray diffraction (XRD), Scan Electron Microscope (SEM), Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FT‐IR), and High Resolution Transmission Electron Microscope (HRTEM). The properties of Magnesium Oxide precursor were compared with each other. The results of FT‐IR and XRD showed that the crystals were all nesquehonite. However, it was shown by FT‐IR results that the crystals prepared by glycol‐microwave‐hydrothermal method contained OH⁻ and HCO₃⁻ groups, which indicated that the Mg(OH)(HCO₃)·2H₂O type crystals would be facilitated by this method. The glycol‐hydrothermal method can create high quality Magnesium Oxide precursor with a high degree of crystallinity, high purity, high aspect ratio, smooth surface, and good dispersibility.     

氢氧化镁晶须的制备及其生长机理探讨

以Mgcl2和NaOH为原料,采用直接沉淀法制备氢氧化镁晶须.研究了添加不同晶控剂对氢氧化镁晶须生成的影响,同时对添加硬脂酸锌制备氢氧化镁晶须的工艺进行研究.采用扫描电子显微镜和粒度分析仪对产品进行表征.结果表明,硬脂酸锌和氯化铁对氢氧化镁晶须的生成具有导晶作用;所得产品为长径比10.7的氢氧化镁晶须.采用负离子配位多面体生长基元理论可以有效地解释氢氧化镁晶须的生成.