[发明专利]一种单分散纳米氧化镁的制备方法

说明书

本发明公开了一种单分散纳米氧化镁的制备方法，属于粉末冶金技术领域。本发明首先将碳酸硼干燥后，加热煅烧，冷却，制得多孔氧化硼，随后用碱性多巴胺溶液对多孔氧化硼进行预处理，再将预处理多孔氧化硼和硝酸镁溶液混合搅拌，并滴加沉淀剂调节pH，反应后，浓缩、结晶、过滤和干燥，制得干燥前驱体，随后将干燥前驱体加热煅烧，并研磨，制得研磨料，随后将研磨料和水混合后，加热超声处理，经再次和水混合以及超声处理后，过滤、洗涤和干燥，即得单分散纳米氧化镁。本发明改善传统纳米氧化镁的不足，使其吸附性加强、煅烧效率提高、能源损耗小，获取更高综合性能的提高。

技术领域

本发明公开了一种单分散纳米氧化镁的制备方法，属于粉末冶金技术领域

背景技术

纳米氧化镁是随着纳米科学技术的发展而产生的一种新型多功能无机材料，因其纳米效应而呈现出不同于本体的光、电、力、热和磁等优异性能，已经被广泛应用于耐火材料、陶瓷、电子材料和催化剂载体等领域。纳米氧化镁在陶瓷生产工艺中可以与其他纳米氧化物复合制备出玻璃陶瓷、纳米晶复相陶瓷和高韧陶瓷等高性能陶瓷材料，还能作为填充剂应用于纸张、塑料、油漆和化妆品的生产。纳米氧化镁作为高效解离的化学吸附剂和抗菌剂，可以通过吸附并发生化学反应将有害物质转化为无害物质，且其具有制备原料丰富、使用条件简单、无毒无色等优点，在环境净化领域有着广阔的应用价值。纳米氧化镁的独特吸附和分解性能可归因于一方面是基于Lewis酸/碱相互作用，阳离子位置是酸性，可与电子给体通过静电吸引和轨道重叠作用结合，而氧离子位置充当碱性，可与电子受体作用，引起被吸附物质的脱质子分解反应；另一方面，在纳米MgO的表面会产生大量缺陷和具有强的氧化性活性氧离子，可以吸附并破坏一些有机污染物和微生物的分子结构，因而呈现出强的吸附分解能力与抗菌活性。但由于表面具有大量晶格缺陷和较多的活性基团，纳米氧化镁常作为一种碱性吸附剂来脱除空气和溶液中的有害成分。然而，氧化镁的吸附性能与纳米氧化镁粉体的粒径、比表面积大小和分散性直接相关。当粉体尺寸急剧减小的同时，其急剧增加的比表面积和表面能导致纳米氧化镁粉体很容易发生团聚，从而丧失了纳米粉体的优异性能，使得其吸附性能并没有达到预期效果。常见得纳米氧化镁制备方法有：液相法、固相法和气相法，其中液相法是工业生产中广泛采用的方法，分为直接沉淀法、均匀沉淀法和溶胶-凝胶法。固相法和气相法因控制因素多和设备投资大而不适用于工业生产；液相法中直接沉淀法制备的纳米氧化镁粒度不均匀、团聚严重，均匀沉淀法需考虑较多控制因素且需采用新的干燥技术（真空干燥、冷冻干燥等）以防团聚，溶胶-凝胶法存在设备投资大和生产成本高的问题。

因此，如何改善传统纳米氧化镁吸附性不足、煅烧效率低、能源损耗大的缺点，以获取更高综合性能的提高，是其推广与应用，满足工业生产需求亟待解决的问题。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是：针对传统纳米氧化镁吸附性不足、粒径分布不均匀的缺点，提供了一种单分散纳米氧化镁的制备方法。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

（1）将碳酸硼干燥后，于温度为400～420℃条件下，煅烧3～5h后，冷却，得多孔氧化硼，并将所得多孔氧化硼和碱性多巴胺溶液混合后，超声浸渍，得预处理多孔氧化硼；

（2）按重量份数计，依次取60～80份预处理多孔氧化硼，300～500份硝酸镁溶液，混合搅拌，并于搅拌状态下滴加沉淀剂，调节pH至8.8～9.4，继续搅拌反应3～5h，浓缩，冷却结晶，过滤，干燥，得干燥前驱体；

（3）将干燥前驱体移入管式炉中，于温度为445～450℃条件下，保温煅烧4～6h后，随炉冷却至室温，出料，研磨，得研磨料；

（4）将研磨料和水按质量比为为1：10～1：20混合后，加热超声处理30～45min，经过滤，洗涤后，再次与水按质量比为1：10～1：20混合，并加热超声处理45～60min后，过滤，洗涤和干燥，得单分散纳米氧化镁。