[发明专利]一种制造轻质、高比表面积、花球型纳米氢氧化镁的方法

说明书

技术领域

本发明属于无机材料制备技术领域。具体是一种利用碱和镁盐在添加分散剂情况下反应制造具有特殊形貌的纳米氢氧化镁的方法。

背景技术

氢氧化镁具有其他无机材料不具有的优点，因为其热稳定性好、分解温度高、无毒、及抑烟等，传统上主要作为高性能无机阻燃剂应用于高分子材料中。在酸雨土壤治理、食品与饲料添加剂、以及生物和医药制剂方面均有不同程度的应用，是一种公认的环境友好型的绿色化工产品。目前，氢氧化镁受到了各国重视，是发达国家在推行可持续发展战略、保护环境、有益生态发展进程中备受青睐和推崇的产品之一，被称为绿色安全中和剂、环境友好阻燃剂和第三种碱，有关研究生产活动十分活跃。除此之外，氢氧化镁还用于：

1、环保的酸性废水的中和剂：绿色安全，中和后pH不超过9，附带吸附重金属离子；

2、印染废水处理：脱色效果明显；

3、烟道气脱硫剂或燃煤固硫剂：脱硫率高达95%-98%，高于其他试剂；

4、重金属离子去除剂：能吸附As³⁺、Ni²⁺、Pb²⁺、Cd²⁺、Mn²⁺、Cr³⁺、Cr⁶⁺、U³⁺等、吸附效果明显。

另外，氢氧化镁是一种重要的无机化工原料，特定形貌的纳米氢氧化镁可作为特定功能材料，纳米氢氧化镁的优异性能引起材料化学界的广泛关注。由于氢氧化镁颗粒的形貌及尺寸对其应用有很大影响，所以探索合成具有特殊形貌及微细尺寸的氢氧化镁就显得非常必要。其中纳米氢氧化镁因尺寸小而具有很多独特的效应．如小尺寸效应、量子尺寸效应、表面效应、宏观量子的隧道效应等，使得纳米氢氧化镁具有优异的化学和物理性能，扩大其的应用范围。

目前纳米氢氧化镁粉体制备方法主要有沉淀合成法，水热法，反向沉淀法，沉淀-共沸蒸馏法等，但仍存在着许多问题：

1、如所制产品粒径大、纯度不高、粒径分布不均匀；

2、设备要求高、条件苛刻、操作复杂、产品的收率低等缺点，

3、工业化难、产量低、成本高。

4、大部分企业生产氢氧化镁的工艺为卤水氨法工艺，副产物氨氮含量高，氨氮是国家严格限制排放的物质，排放会造成环境问题。其次是生产过程由于氨水的挥发性会产生刺激性气味。

发明内容

本发明目的是为了克服现有技术制备纳米氢氧化镁存在的缺点，提供一种易生产特殊形貌氢氧化镁的方法，使用简单设备，操作容易，易于工业放大、对环境无污染、在室温下即可得到纳米氢氧化镁，最终产物易清洗，干燥后不团聚，并且纯度高。使用本法制备的氢氧化镁是一种轻质型的氢氧化镁，具有微-纳结构，氢氧化镁纳米薄片经自组装形成花球型结构，产物具有大的比表面积。

为实现上述目的，本发明通过如下技术方案实现：

一种制备纳米氢氧化镁的方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）在反应容器中配制一定浓度镁盐水溶液；

（2）在容器中配制一定浓度的碱溶液；

（3）反应前，在步骤（1）溶液或者步骤（2）溶液中添加一定量的分散剂，也可以在两种溶液中都添加分散剂；

（4）将步骤（2）中的溶液缓慢滴入步骤（1）的溶液中，或者将步骤（1）的溶液缓慢滴入步骤（2）的溶液中，反应得到白色沉淀，陈化后，将白色沉淀（氢氧化镁）离心清洗，洗涤除去其他杂质离子，得到白色凝胶状固体。

根据本发明，所述步骤（3）优选在步骤（1）的溶液中添加一定量的分散剂，或者在步骤（2）的溶液中添加一定量的分散剂，或者在两种溶液中都添加分散剂。

根据本发明，优选将分散剂与步骤（1）或（2）的溶液进行均匀混合。

根据本发明，其中步骤（3）所述的分散剂选自低级二元醇或低级三元醇，例如2-6个碳原子的二元醇或三元醇类，优选乙二醇、丙二醇、丙三醇、丁二醇、丁三醇或丁四醇；最优选乙二醇或丙三醇。

根据本发明，所述分散剂的加入量为步骤（1）或（2）中溶液的1-50%重量，优选5-40%重量，更优选10-30%重量，最优选20-30%重量。

根据本发明的优选技术方案：

一种制备纳米氢氧化镁的方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）配置一定量的分散剂溶液，然后加入一定浓度的镁盐水溶液，任选再加入一定量的分散剂，混合均匀；

（2）在容器中配制一定浓度的碱溶液；