沉淀法制备纳米氢氧化镁

沉淀法制备纳米氢氧化镁的工艺探讨

摘要：纳米氢氧化镁是片状结晶，具有典型的纳米片层状结构，在340℃分解而生成氧化镁。不溶于水，溶于酸和铵盐溶液。该产品具有纯度高、粒

径小，可进行原位包覆改性等优异性能，能更均匀地分散于PA、PP、ABS、PVC等橡胶、塑料产品。以硫酸镁和氨水为原料，在微波辐射的反应条

件下，利用直接沉淀法合成纳米氢氧化镁，并分别考察了不同氨水浓度、

硫酸镁溶液浓度、反应时间、微波辐射间歇对氢氧化镁颗粒粒径的影响，

并通过XRD、TEM对产物的结构和形态进行表征。

关键词：氢氧化镁；直接沉淀法；纳米

Abstract：Nano magnesium hydroxide is flaky crystal, with a typical slice layer structure. Magnesium oxide is generated in the decomposition of Nano

magnesium hydroxide at 340 ℃. It is insoluble in water, soluble in acid

and ammonium salt solution. The product has excellent properties such

as high purity, small particle size, modified in situ coating. It can be

more evenly dispersed in the PA, PP, ABS, PVC and other rubber and

plastic products. With magnesium sulfate and ammonia as raw

materials in the microwave radiation conditions, nano magnesium

hydroxide is generated using direct precipitation method. Nano

magnesium hydroxide particle diameter size is investigated in different

concentration of ammonia, concentration of magnesium sulfate,

reaction time, microwave radiation frequency. The structure and

morphology of the as-prepared samples were examined using XRD and

TEM.

Keyword：Magnesium hydroxide; direct precipitation; Nano

1引言

1.1纳米氢氧化镁的物化性质

纳米氢氧化镁是指通过特殊方法和工艺制备的粒径介于1～100nm的新型氢氧化镁。分子式Mg(OH)

，为白色固体粉末，微溶于水，不能与碱性物质发生化

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学反应，但是可以与稀酸和铵盐溶液发生化学反应，在340℃分解而生成氧化镁，当温度达到490℃时可以完全分解。纳米氢氧化镁可有棒状、片状、针状、花状等各种类型结构。作为一种纳米材料, 它具有纳米材料所具有的共同特点, 即小尺寸效应，量子尺寸效应，表面效应，宏观量子效应等，用它填充于复合材料中能大大提高材料的阻燃性能、力学性能和其它性能。

1.2 纳米氢氧化镁的应用

氢氧化镁是一种用途广泛、极具开发前景的环保材料。纳米级氢氧化镁主要用于橡胶、塑料制品、医药、化工、环境保护等领域，以及制造其他镁化合物、陶瓷、搪瓷、玻璃等的原料绝缘保温材。

1.2.1 阻燃剂

随着可持续发展战略在世界范围内取得的共识,坚持这一战略已成为各国在保护环境的前提下发展经济、促进生产的一项基本国策, 确立项目、选择工艺、开发产品、评估优劣无一不把对环境的影响作为考虑的前提, 因此, 环境友好或环境无公害工艺和产品越来越受到人们的重视。在阻燃剂领域, 氢氧化镁就是这类阻燃剂中的佼佼者。

氢氧化镁属于无机添加型阻燃剂, 由于其具有无卤、无毒、抑烟、价廉及耐高温等特性而受到人们的青睐, 使用量也在不断增加, 是近几年国内外正在开发的一种新的阻燃剂产品。

1.2.2 制作氧化镁的前驱体

纳米氧化镁是重要的陶瓷和电子材料。纳米氢氧化镁经高温煅烧后可以得到高纯度的纳米氧化镁。纳米氢氧化镁的粒径和形貌对纳米氧化镁的性能有很大的影响,如由针状的纳米氢氧化镁颗粒可以制得针状的纳米氧化镁。此外,用于超导材料添加剂的纳米氧化镁棒也可以由棒状的纳米氢氧化镁制得,这主要是由于形状记忆效应产生的作用。

1.2.3 保鲜剂与食品添加剂

纳米氢氧化镁是一种绿色环保的食品保鲜剂，且保鲜效果好。贮藏土豆时在其表面涂一层质量分数为3 % 的氢氧化镁乳液，效地阻止植物病原体产生。用纳米氢氧化镁处理过的鱼肉制品,可防止肉组织生物降解,并保持弹性和柔软。通过对比试验,氢氧化镁的保鲜效果在75 %左右。此外,纳米氢氧化镁作为食品添加剂也是安全可靠的。

1.2.4 吸附剂

根据不同的吸附原理，目前的吸附剂主要有两类：一类是物理吸附剂如活性炭等，这类吸附剂吸附速率快，主要缺点是不能将有毒气体彻底消除，容易产生二次污染；另一类就是化学吸附剂，通过吸附并发生化学反应将有毒气体转化为无毒物质。纳米氧化镁就是这样一种重要的化学吸附剂。纳米氧化镁作为化学吸附剂具有吸附速率快、反应迅速、吸附量大等优点，在工业生产、环境保护等方面发挥着重要作用。主要用以吸附某些化学物质如氯气，氮氧化物，硫氧化物，浓盐酸和某些含磷的化合物等化工原料。此外，纳米氢氧化镁还可以从工业废液中吸附并除去对环境造成危害的的Ni2 +、Cd2 + 、Cr3 +、Cr6 +等重金属离子。

1.2.5 酸碱中和剂与烟气脱硫剂

氢氧化镁是一种弱碱，与其他碱相比具有优越的缓冲能力。用氢氧化镁作为中和剂时，即使碱过量，溶液的pH值也不会高于9，而且中和能力强，效率较同体积同浓度的碱高30%。此外，氢氧化镁还可以用作烟气脱硫剂，且具有工艺简单、易于操作、可回收利用副产品等优点。

1.3 纳米氢氧化镁的国内外研究状况和发展趋势

纳米氢氧化镁用途广泛、制取成本低，开发前景极其广阔，越来越受到国内外的重视。我国菱镁矿储量丰富，海水中也有取之不尽的镁资源，具备了大力开发的条件。国外对于氢氧化镁在环保领域的应用研究比较深入, 而且有很多国家正在利用氢氧化镁进行废水处理、烟气脱硫。我国虽然刚刚起步, 但研究起点高, 这就为氢氧化镁的应用提供了物质基础。随着我国环保法规的逐步完善和人们环境意识的增强, 环境污染的治理必将更多地采用高效、清洁、简易安全的治理工艺, 氢氧化镁以其独特的优点必将在环境污染治理中发挥巨大的作用, 其应用前景必将是非常广阔的。我国杭州化工研究所、兰州化学工业公司研究院、大连理工大学等越来越多的研究单位相继对纳米氢氧化镁制造工艺和应用进行