[发明专利]一种复盐相转化制备多级孔花球状纳米结构7MgO·2B2

说明书

本发明公开了一种复盐相转化制备多级孔花球状纳米结构7MgO·2B₂O₃·7H₂O的方法，将氯柱硼镁石加入大量水中，在密闭条件下70～120℃进行反应，即可得到多级孔花球状纳米结构7MgO·2B₂O₃·7H₂O。本发明采用氯柱硼镁石的相转化法制备多级孔花球状纳米结构7MgO·2B₂O₃·7H₂O，方法简单，形貌可控，所得材料的比表面积较大且具有多级孔结构，对刚果红有机染料具有良好的吸附性能，因此在环境保护尤其是水处理方面具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明属于无机纳米材料制备技术领域，具体涉及一种以氯柱硼镁石为原料，通过该复盐在大量水中的相转化制备多级孔花球状纳米结构 7MgO·2B₂O₃·7H₂O的方法。

背景技术

与传统的低维材料相比，多级孔结构材料表现出更多的优点，具体包括以下几点：(1)高的比表面积；(2)具有多级孔结构；(3)容易循环利用。因此，原料易得、结构新颖、性能优异的多级孔材料已广泛应用在催化、吸附、传感器和电池等方面。

国内外对于多级孔结构材料制备方法主要有：硬软模板法、多重模板法、原位模板法、无模板法和网状化学导向法。2014年陈爱民等(A.M.Chen,J.Li, P.Gu,J.Hu,A facileroute for the flowerlike Mg₇B₄O₁₃·7H₂O nanostuctures: Synthesis,growthmechanism and thermal treatment,Powder Technol.267(2014) 54-60.)以硝酸镁和硼砂为原料，在聚乙烯吡咯烷酮为表面活性剂存在的条件下采用水热共沉淀的方法合成出了花状结构纳米Mg₇B₄O₁₃·7H₂O，但其使用了大量的PVP，该PVP与镁离子配位，然后与硼砂水解产生的硼酸和氢氧根结合形成目标物。因此，操作复杂以及该反应对反应条件要求较高，另外有机试剂的加入对环境也不友好。同年，张照强等人(Z.Q.Zhang,W.C.Zhu,R.G. Wang,L.L.Zhang,L.Zhu,Q.Zhang,Ionothermal confined self-organization forhierarchical porous magnesium borate superstructures as highly efficientadsorbents for dye removal,J.Mater.Chem.A 2(2014)19167–19179.)采用离子热法制备出了多级孔超结构硼酸镁。

发明内容

本发明所要解决的问题在于提供一种通过简单的复盐在大量水中的相转化制备多级孔花球状纳米结构7MgO·2B₂O₃·7H₂O的方法。

解决上述技术问题所采用的技术方案：将氯柱硼镁石加入去离子水中，混合均匀，然后在密闭条件下70～120℃静置反应12～36小时，反应完后自然冷却，抽滤、洗涤、干燥，得到多级孔花球状纳米结构7MgO·2B₂O₃·7H₂O。

上述制备方法中，氯柱硼镁石与去离子水的质量体积比为1g:50～120mL，优选氯柱硼镁石与去离子水的质量体积比为1g:60～100mL。

上述制备方法中，进一步优选在密闭条件下90～120℃静置反应12～24 小时。