特殊形貌无水碳酸镁及氧化镁粉体制备和性能表征

论文摘要

本论文采用水热处理工艺,以氯化镁为盐,尿素为沉淀剂,分别采用柠檬酸钠和壳聚糖辅助水热反应,在不同的水热条件下制备了具有特殊形貌和不同微观结构性能的单一物相组成的无水碳酸镁粉体和氧化镁粉体。并利用XRD、SEM、粒度分析等检测方法系统地考察了柠檬酸钠和壳聚糖的加入量、盐碱比、水热处理温度和水热处理时间等制备条件对无水碳酸镁和氧化镁粉体的影响。在柠檬酸钠辅助水热法制备无水碳酸镁粉体的实验中,通过改变柠檬酸钠加入量和盐碱比,在不同的水热温度和水热时间下,可以制备出片组装形成的具有三维花状和球状形貌的无水碳酸镁粉体。研究结果表明,三维花状无水碳酸镁粉体粒径约为15μm左右,三维球状无水碳酸镁粉体粒径约为20μm左右。无水碳酸镁经过高温煅烧后,可以得到氧化镁粉体,并且氧化镁粉体整体形貌基本不变,粒径变小。在壳聚糖辅助水热法制备氧化镁粉体中,水热温度过高可能导致壳聚糖分解,并不能得到期望中的产物,只有在特定水热温度下,通过改变水热时间,可以制备出由小颗粒堆砌而成的具有类似蜂窝状形貌的氧化镁粉体。研究结果表明,蜂窝状形貌的氧化镁粉体粒径约为10μm左右,并且随着水热时间的延长,可以看出其内部为中空状态,外壳则均是由微小的颗粒组成。在以上所得研究结果的基础上,对柠檬酸钠辅助水热法制备无水碳酸镁粉体和壳聚糖辅助水热法制备氧化镁粉体的生长机理,从柠檬酸钠和壳聚糖对Mg2+的络合作用,以及粉体表面能角度加以分析,并得出二者组装生长的机理分析。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 碳酸镁的物理性质、分类及应用
• 1.2.1 碳酸镁的物理性质
• 1.2.2 碳酸镁的分类及应用
• 1.3 碳酸镁的制备方法
• 1.3.1 白云石碳化法
• 1.3.2 菱镁矿碳化法
• 1.3.3 菱苦土复分解法
• 1.3.4 卤水-白云石（石灰石）碳化法
• 1.3.5 卤水-纯碱法
• 1.4 碳酸镁研究状况
• 1.5 氧化镁的性质、应用及制备方法
• 1.5.1 氧化镁的性质
• 1.5.2 氧化镁的应用
• 1.5.3 氧化镁的制备方法
• 1.5.4 氧化镁的研究状况
• 1.6 本课题的提出及研究内容
• 第二章 材料与方法
• 2.1 实验原料与设备
• 2.2 实验步骤
• 2.2.1 柠檬酸钠辅助水热法制备特殊形貌无水碳酸镁
• 2.2.2 壳聚糖辅助水热法制备特殊形貌氧化镁
• 2.3 性能表征
• 2.3.1 XRD检测
• 2.3.2 SEM检测
• 2.3.3 粒度检测
• 本章小结
• 第三章 柠檬酸钠辅助水热法制备无水碳酸镁
• 3.1 实验结果及讨论
• 3.1.1 不同柠檬酸钠加入量对产物形貌的影响
• 3.1.2 不同盐碱比对产物形貌的影响
• 3.1.3 不同水热温度对产物形貌的影响
• 3.1.4 不同水热时间对产物形貌的影响
• 3.2 产物XRD分析
• 3.3 产物粒度分析
• 3.3.1 不同柠檬酸钠加入量对产物粒度分布的影响
• 3.3.2 不同盐碱比对产物粒度分布的影响
• 3.3.3 不同水热温度对产物粒度分布的影响
• 3.3.4 不同水热时间对产物粒度分布的影响
• 3.4 煅烧后产物形貌及XRD分析
• 3.5 煅烧后产物粒度分析
• 本章小结
• 第四章 壳聚糖辅助水热法制备氧化镁
• 4.1 实验结果与讨论
• 4.1.1 不同壳聚糖加入量对产物形貌的影响
• 4.1.2 不同水热温度对产物形貌的影响
• 4.1.3 不同水热时间对产物形貌的影响
• 4.2 产物XRD分析
• 4.3. 产物粒度分析
• 4.3.1 不同壳聚糖加入量对产物粒度的影响
• 4.3.2 不同水热温度对产物粒度的影响
• 4.3.3 不同水热时间对产物粒度的影响
• 本章小结
• 第五章 机理分析
• 5.1 无水碳酸镁生长机理研究
• 5.2 氧化镁生长机理研究
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文
• 致谢