[发明专利]一种无孔高结晶硼酸镁纳米晶须的绿色水热合成方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种无孔高结晶硼酸镁纳米晶须的绿色水热合成方法，属于无机化工工艺技术领域。

背景技术

 近年来，轻质、高韧、高强度、高模量、耐高温的新型复合材料引起了人们的极大的关注，而晶须具有良好的物理、机械性能，所以被选用为制备新型复合材料的优异原料。如今开发出的晶须有上百种，而应用到实践的仅有几种，有的性能达不到要求，有的性能虽好，但生产成本太高（如金属、氮化物、碳化物等晶须产品），因此，寻找具有丰富原材料，并且具有优异性能的新型晶须成为人们探索的方向。

硼酸镁晶须作为一类新型的增强材料，它具有优异的性能，由其制取的铝基复合材料在强度上、模量上可与SiC和Si₃N₄晶须增强铝相媲美，且膨胀系数更小、耐磨性更好；同样应用于塑料和高分子材料的增强方面具有很好的效果[靳治良，李武，张治宏等，硼酸镁晶须的制备工艺，中国专利CN1552958A；王国强，李慧青，张旖等，硼酸镁晶须的制备方法，中国专利CN1556259A；刘启波，谢启义，李林山等，硼酸镁晶须的制备方法，中国专利CN1843912A]。而我国具有丰富的镁硼资源，盐湖镁盐及菱镁矿储量丰富，并且目前大多处于初级利用阶段，以传统初级产品如氯化镁、硫酸镁、碳酸镁、氧化镁、氢氧化镁、硼酸、硼砂为主，技术含量少，附加值低。所以利用丰富镁硼资源制备高性能、高附加值的硼酸镁晶须成为必然。而高附加值的先进镁盐功能材料如镁盐晶须等大多尚处于实验阶段，制约了镁资源的大规模的综合利用[郑绵平，项仁杰，葛振华，我国钾、镁、锂、硼矿产资源的可持续发展，国土资源情报，2004，3:27～32；刘然，薛向欣，刘欣等，我国硼资源加工工艺与硼材料应用进展，硅酸盐通报，2006，25（6）：102～107+116]。所以开发简单、成本低、环保、易于规模化成产的硼酸镁晶须的制备工艺显得尤为重要。

 目前，一维纳米硼酸镁晶须的合成方法包括：气相沉积法、溶胶凝胶法、溶剂热发、高温固相法和助溶剂法。气相沉积法工序复杂，原料成本及煅烧温度较高，能耗较大；溶胶凝胶法难以实现较大规模生产，而且煅烧温度相对也较高；溶剂热法不仅工序复杂，作为原料的硼氢化钠价格昂贵，而且制备和洗涤过程均采用乙醇，因此成本非常高；高温固相合成法所用原料和能耗的成本均较高[王俐聪，张雨山，王玉琪等，利用浓海水合成一维纳米硼酸镁晶须的方法，中国专利CN102081933]。