[发明专利]一种高比表面积硅酸镁纳米粉体、制备方法及应用

说明书

本发明提供一种高比表面积硅酸镁纳米粉体、制备方法及应用，涉及纳米材料制备领域。该高比表面积硅酸镁纳米粉体，包括以下制备原料：镁化物、硅化物、去离子水，且制备方法包括一下步骤：步骤一：制备镁化物溶液；步骤二：制备硅化物溶液：步骤三：将镁化物溶液与硅化物溶液进行混合，且硅与镁的摩尔比为1：1；步骤四：进行微波水热处理；步骤五：进行分离、洗涤、干燥，得到产品。通过以水为溶剂，采用微波水热技术来控制化学反应速率，无需任何模板剂，无特殊溶液处理或长时间高温高压等步骤，无需高温煅烧，原料来源广，可以在相对较低的温度条件下实现快速、高效地制备高比表面积硅酸镁纳米粉体，且工艺简单，时间短、效率高。

技术领域

本发明涉及纳米材料制备技术领域，具体为一种高比表面积硅酸镁纳米粉体、制备方法及应用。

背景技术

目前制备硅酸镁粉体的方法主要有模板法，水热法和溶剂热法。

模板法一般为硬模板并结合水热法较为常见，但是此等方法，往往对原料和制备条件要求苛刻，工艺相对复杂，比表面积相对较低，温度要求较高。

水热法则通常需要在长时间的高温高压条件下完成，除了反应条件苛刻，水热反应也容易增加材料的结晶性，不利于材料在生理环境中降解。

溶剂热法可用于制备水溶液中无法生长，易团聚或具有特殊形貌或性质的材料，但是该过程会需要使用有机溶剂，对环境和生产成本都不友好，且未除尽的有机物容易造成生物安全性隐患。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种高比表面积硅酸镁纳米粉体、制备方法及应用，解决了需要模板、需要有机溶剂和/或强碱溶液、反应温度高/时间长的问题。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种高比表面积硅酸镁纳米粉体，包括以下制备原料：镁化物、硅化物、去离子水。

优选的，所述镁化物为硝酸镁、氯化镁、磷酸镁、硫酸镁、氢氧化镁中的任一种或多种，更优选地，所述镁源为氯化镁。

优选的，所述硅化物为正硅酸乙酯、二氧化硅溶胶、硅酸钠、硅酸钙中的任一种或多种，所述硅源为硅酸钠。

一种高比表面积硅酸镁纳米粉体的制备方法，包括以下步骤：

步骤一：将镁化物与去离子水混合，配制成一定浓度的镁化物溶液，并且通过磁力搅拌均匀，留取待用；

步骤二：将硅化物与去离子水混合，配制成一定浓度的硅化物溶液，并且通过磁力搅拌均匀，留取待用；

步骤三：将步骤二中硅化物溶液逐滴滴加到步骤一中的镁化物溶液中，滴加过程中保持高速磁力搅拌，滴加结束后继续高速磁力搅拌处理，得到混合溶液；

步骤四：将上述混合溶液转移至微波水热反应釜中，在一定条件下进行微波水热处理；

步骤五：将反应后的混合体系进行离心分离，然后洗涤，干燥即可得到高比表面积硅酸镁纳米粉体。

优选的，所述步骤一中镁化物的溶液浓度为0.01～1毫摩尔每升。

优选的，所述步骤二中硅化物的溶液浓度为0.01～1毫摩尔每升。

优选的，所述步骤三中滴加速度为0～10mL/min，所述溶液中Mg与Si的摩尔比为1：1，所述磁力搅拌速度为200～600r/min，所述滴加结束后继续搅拌，且搅拌时间为0～10分钟。

优选的，所述步骤四中微波水热处理所用的装置为多功能微波合成萃取仪，所述微波水热处理的水温为60℃～180℃，所述微波水热处理的保温时间为1～30分钟，所述微波水热处理的升温速率为10℃/min～50℃/min。