[发明专利]一种球形氧化镁的制备方法、装置及应用

说明书

本发明提供了一种球形氧化镁的制备方法、装置及应用，属于无机化工技术领域。将镁盐溶液和助剂溶液混合、搅拌条件下配置成前驱体溶液或溶胶；通过载气将前驱体溶液或溶胶经过反应装置，收集固体粉末经过煅烧获得球形氧化镁产品。该方法制备的氧化镁颗粒形貌可控，粒径均匀，可以实现连续性制备。制备的球形氧化镁可以用于金属离子吸附，也可用于抗菌材料领域。

技术领域

本发明属于无机化工技术领域，具体涉及一种球形氧化镁的制备方法、装置及应用。

背景技术

作为一种重要的功能无机材料，氧化镁在冶金、电子、催化、陶瓷、涂料、医药、吸附、耐火材料和光学材料等领域有着广泛应用。矿物直接热解法、化学沉淀法、气相水化法、碳化法、碳铵法、喷雾热解法、水热法、溶胶凝胶法等方法被用于氧化镁的制备。但是目前仍有很多问题制约着高附加值氧化镁材料的开发和应用，例如工艺流程长、污染环境、产品形貌不规则、粒度分布宽，颗粒团聚严重等问题。

近年来，通过制备特殊形貌前驱体如棒状碳酸镁、片状氢氧化镁、块状碱式碳酸镁，进而进行热解或者煅烧可以制备具有不同形貌的氧化镁粉体。其中，球形氧化镁具有反应活性高，稳定性好的特点，在催化剂、杀菌剂、导热填充剂、废水处理和污染物吸附等领域展现了广阔的应用前景。球形氧化镁的制备大多是以球形碱式碳酸镁、球形碱式草酸镁、球形氢氧化镁为前驱体煅烧获得，制备过程中需要使用碱性沉淀剂以及多聚磷酸钠、聚丙烯酰胺等表面活性剂，并通过片状结构生长调控获得鸟巢及至球形氧化镁结构。目前还缺少简便的球形氧化镁的制备方法。球形氧化镁的制备工艺和装置开发对于提高资源利用率、发展新型功能材料具有重要意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种球形氧化镁的制备方法及其制备装置，制备的氧化镁可用于抗菌材料和金属离子吸附材料领域。

本发明的技术方案：

一种球形氧化镁的制备方法，步骤如下：

步骤1.将镁盐溶液和助剂溶液混合，搅拌条件下配置成前驱体溶液或溶胶；

步骤2.在5～80℃，100～600r/min搅拌条件下，通过载气将前驱体溶液或溶胶经过反应装置，并收集固体粉末得到氧化镁初产品，并回收副产品；

步骤3.将收集到的氧化镁初产品在600～850℃温度下煅烧1～4h，获得球形氧化镁产品。

所述的镁盐为六水合硝酸镁、六水合氯化镁或七水合硫酸镁。

所述的镁盐的浓度为0.1～4mol/L。

所述的助剂为聚环氧乙烷-聚环氧丙烷-聚环氧乙烷三嵌段共聚物、十六烷基三甲基溴化铵、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇、尿素、柠檬酸三胺、乙酸铵、碳酸铵、草酸铵、碳酸氢铵或葡萄糖。

所述的镁盐溶液和助剂溶液中所用的溶剂为水。

所述的镁盐和助剂的摩尔比例为1：0.001～2。

所述的载气为空气、氮气或氦气。

一种用于球形氧化镁制备的装置，包括反应釜1、气溶胶发生器2、管式热解炉3、固气分离器4、尾气处理器5、搅拌装置6、管线7、石英管8、电炉加热层9、保温层10和排气孔11；

所述的反应釜1材质为不锈钢或玻璃，配有搅拌装置6；所述的气溶胶发生器2为金属材质，通过管线7与气瓶或空气压缩机相连；所述的管式热解炉3 包括管体和壳体，管体为石英管8，壳体分为上下两部分，用密封法兰连接，壳体内层设有电炉加热层9和保温层10，两端为进料口和排料口，两端分别与气溶胶发生器2、固气分离器4相连；固气分离器4为钢制材质，分为上下两层，上层有空腔和密封垫片，下层为接收器；尾气处理器5安有排气孔11。

一种球形氧化镁用于抗菌和金属离子的吸附。