纳米氢氧化镁简易制备

采用液相合成法,考察了水相、甲醇相、表面活性剂等因素对氢氧化镁粒径和粒径分布的影响.实验表明,甲醇作溶剂,回流反应,氢氧化钠作为沉淀剂,得氢氧化镁粒径D98为2.5 μm,粒径分布集中.     

均相沉淀法制备超细氢氧化镁

以氯化镁、氢氧化钠为原料,采用均相沉淀法制备超细氢氧化镁。研究了分散剂种类对氢氧化镁产率和粒径的影响,以及分散剂种类、氯化镁浓度、反应温度等因素对氢氧化镁沉降速率的影响,同时分别选择水、乙醇两种不同的反应介质,对氢氧化镁的粒径及产率进行对比。结果表明,以葡萄糖作为分散剂,氯化镁浓度为0.75 mol/L,反应温度为60 ℃,所得氢氧化镁产率较高,且粒径较小（约为6.4 μm）、粒度分布较均匀。     

轻烧粉氨气法制备氢氧化镁阻燃剂的研究

以除硫酸根后的轻烧粉精制液为原料,氨气为沉淀剂,在无表面活性剂条件下制备阻燃剂型氢氧化镁。采用X射线衍射仪（XRD）、扫描电镜（SEM）和激光粒度仪对产品进行表征。实验研究了通氨速率、反应温度对氢氧化镁产品形貌和粒度的影响,在较优的反应温度和通氨速率条件下考察了纯晶种加入量对产品的影响。实验结果表明,在纯晶种加入量为3%（质量分数）、氨气流量为300 mL/min、沉镁温度为90 ℃为制备阻燃剂型氢氧化镁的最佳条件,在此条件下产品的粒径D50=1.2 μm,比表面积（BET）为6.3 m2/g,转化率达到81.2%。     

不同因素对氢氧化镁粒径的影响程度

以氨水为沉淀剂与氯化镁反应,直接沉淀法制备氢氧化镁,探讨了反应温度、氯化镁浓度、氨水浓度、氨水加入流量、氨镁比、反应时间对制备超细氢氧化镁阻燃剂的影响程度。通过正交实验,选用L25(56)正交试验表,进行了25次实验,其中有9次实验均生产出了D(50)1.00μm的氢氧化镁产品。得出各影响因素的影响程度依次为:镁离子浓度氨镁比反应温度氨水加入速度氨水浓度反应时间。     

氨状态对氨法制备氢氧化镁颗粒性质的影响

氨法是制备氢氧化镁的主要方法之一,根据氨进入反应体系状态不同分为氨水法和氨气法两种工艺。为了确定氨水与氨气对氢氧化镁颗粒性质的影响,以氯化镁为原料,分别以氨水和氨气为沉淀剂制备氢氧化镁,并利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、激光粒度分布仪对产品进行了表征。结果表明：两种沉淀剂制备的氢氧化镁颗粒晶型均随沉淀反应温度的升高趋向完整,颗粒的分散性也随温度的升高得到改善;当反应温度达到75℃以上时,氨气法制备的氢氧化镁呈四方块状(六面体结构),颗粒的规则程度和分散性优于氨水法产品;氨水浓度对氨水法制备的氢氧化镁颗粒粒度及形貌也有较大影响,随氨水浓度的升高,产品粒度及分散性趋向于氨气法产品。本文研究可为氢氧化镁制备中氨法的选择及应用提供参考。     

球形氧化镁的控制合成研究

以聚乙烯吡咯烷酮为控制剂,氯化镁、氢氧化钠和氨水为原料,经静态反应制备出球形氢氧化镁前驱体,再经煅烧得到球形氧化镁。研究了控制剂种类、控制剂用量、反应物浓度、反应时间等因素对球形氧化镁形貌的影响,并用XRD、SEM等分析手段对产物做了表征。结果表明：在控制剂为聚乙烯吡咯烷酮、添加量为1.0%（质量分数）、氯化镁浓度为1.0 mol/L、氢氧化钠浓度为0.25 mol/L、反应时间为24 h的条件下,获得球形氢氧化镁前驱物;前驱物氢氧化镁在600 ℃下煅烧2 h,制得的球形氧化镁颗粒大小均匀、分散性好、球形度高,平均粒径为4.53 μm。     

煅烧白云石粉制备微纳米级圆片状氢氧化镁

以白云石为原料,通过氨法制备出高纯度（99.30%）圆片状的阻燃型微纳米级氢氧化镁。探究了反应温度、通氨速率、氨镁物质的量比对氢氧化镁分散性和形貌的影响,确定最佳工艺条件：反应温度为80 ℃、通氨速率为150 mL/min、氨镁物质的量比为23∶1。用扫描电镜、透射电子显微镜、X射线衍射仪、激光粒度分析仪、热重分析仪和白度仪表征产品的形貌、结构、粒度及稳定性。结果表明制得的圆片状微纳米级氢氧化镁的分散性好、晶型完整、粒度均匀,D₅₀为2.493 μm、D₉₀为6.132 μm、直径约为5.7 μm、厚度约为0.7 μm、长厚比约为8∶1。稳定性好、灼烧失量为31.03%、白度为97.4,高于工业氢氧化镁行业标准。     

Synthesis and characterization of magnesium hydroxide by batch reaction crystallization

Magnesium hydroxide with high purity and uniform particle size distribution was synthesized by the direct precipitation method using MgCl₂ and NaOH as reactive materials and NaCl as additive to improve the crystallization behavior of the product. The particle size distribution, crystal phase, morphology, and surface area of magnesium hydroxide were characterized by Malvern laser particle size analyzer, X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscope (SEM) and Branauer-Emmett-Teller (BET) method, respectively. The purity of products was analyzed by the chemical method. The effects of synthesis conditions on the particle size distribution and water content (filtration cake) of magnesium hydroxide were investigated. The results indicated that feeding mode and rate, and reaction temperature had important effects on water content and the particle size distribution of the product, and sodium chloride improved the crystallization behavior of magnesium hydroxide. The ball-like magnesium hydroxides with the particle size distribution of 6.0–30.0 μm and purity higher than 99.0% were obtained. This simple and mild synthesis method was promising to be scaled up for the industrial production of magnesium hydroxide.     

高镁锂比盐湖卤水中锂镁沉淀法的分离研究

采用改进的沉淀法进行锂镁分离,解决我国青海高镁锂比盐湖卤水中提锂的工艺难题.配制镁锂浓度比为44的模拟卤水(含110 g/L Mg2+、2.5 g/LLi+),以氢氧化钠为主沉淀剂,以吐温-80、聚丙烯酰胺及晶种为辅助沉淀剂,来改进氢氧化镁沉淀的颗粒大小及其形态,使生成的氢氧化镁易于过滤,锂离子吸附损失减小.取10 mL模拟卤水,以50 mL(2 mol/L)氢氧化钠、0.5 mL吐温-80、0.03 g聚丙烯酰胺、0.03 g晶种构成复合沉淀剂,反应温度为60℃,溶液pH 12～13,则沉淀除镁率达99.9％,锂离子吸附损失率低于2％,过滤速度大大提高.采用SEM、XRD、粒度分布、热分析对氢氧化镁晶体的形貌和结构进行了分析,结果表明辅助沉淀剂的加入能有效地改变氢氧化镁沉淀的颗粒大小及其形态.     

氧化镁蒸氨反应的动力学和机理研究

以轻烧粉和氯化铵反应为出发点,研究了氧化镁蒸氨反应过程的动力学和反应机理。结果表明：当反应30 min时,70~90 ℃条件下溶液中镁离子浓度约为0.14 mol/L,100 ℃时浓度为0.5 mol/L。XRD结果表明,蒸氨过程中未反应生成Mg2+的氧化镁以氢氧化镁存在于滤渣中。随着煅烧温度的升高,氧化镁水化反应活化能逐渐增加。当煅烧温度为600 ℃时,反应活化能为64.789 9 kJ/mol;当煅烧温度为800 ℃时,反应活化能为81.350 6 kJ/mol。氢氧化镁和氧化镁按不同物质的量比混合进行蒸氨反应时,蒸氨速率随体系中氢氧化镁含量的增加而升高。氧化镁蒸氨体系可分为2个阶段：第一阶段,氧化镁在铵盐体系中进行水化反应生成氢氧化镁,同时部分氧化镁和氢氧化镁进行蒸氨反应生成镁离子;第二阶段,整个体系完全变成氢氧化镁蒸氨体系。     

直接沉淀法制备超细氢氧化镁的实验研究

设计了以内水为主要原料的直接沉淀法生产超细氢氧化镁的工艺。首先考察了分散剂的种类和用量对产品性能的影响。在此基础上,系统研究了反应温度和反应时间对产品的收率、纯度、粒径及颗粒形态等影响,获得了直接沉淀法制备超细氢氧化镁的较佳反应条件。     

以轻烧氧化镁制备六角片状氢氧化镁的研究

以盐湖产不同粒径轻烧氧化镁为原料,通过水化水热法制备六角片状氢氧化镁。考察了不同的反应温度、反应时间、搅拌速度和固液比对氧化镁水化率、制得氢氧化镁形貌、粒径的影响。采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、激光粒度仪等对所制得的氢氧化镁颗粒的物相、形貌和粒度进行了分析,同时把不同原料所得氢氧化镁用在聚乙烯（PE）中检测其阻燃性能。结果表明通过控制反应温度、反应时间、搅拌速度和固液比,氧化镁原粉的水化率可以达到95%,氧化镁细磨粉的水化率可达到100%,得到的氢氧化镁均呈现六角片状,但粒径尺寸存在差异。用在PE中,细粒径的氢氧化镁分散性更好,阻燃效果更明显。     

氨碱盐泥碳化反应宏观动力学研究

盐泥是氨碱法纯碱生产过程中盐水精制过程产生的固体废弃物,有效成分为氢氧化镁、硫酸钙、碳酸钙、氯化钠等,全球每年产生大约5 500万t盐泥,其资源化利用已成为纯碱生产企业亟待解决的问题。提出采用碳化法分离盐泥中的钙和镁,使其转化为碳酸钙和硫酸镁产品,探讨了固液比、反应温度、盐泥颗粒粒度等工艺条件对镁提取率的影响。研究结果表明：随着固液比、盐泥颗粒粒度的减小以及反应温度的升高,镁的提取率逐渐升高,当固液质量体积比（g/mL）为1/10、反应温度为50 ℃、盐泥颗粒粒度≤75 μm条件下,盐泥中镁的提取率达到96.04%;通过将实验数据带入缩芯模型中进行拟合,结果表明氨碱盐泥碳化过程符合颗粒粒径不变的缩芯模型,经计算该反应的活化能为24.22 kJ/mol,并且该过程为盐泥中氢氧化镁的溶解控制。此为碳化反应器的放大提供了理论基础。     

白云石制备的纳米氢氧化镁的性能及其影响因素

探讨了白云石碳化法制备纳米级氢氧化镁的工艺条件,研究了沉淀剂、反应温度对纳米级氢氧化镁形貌的影响,以及表面活性剂对纳米级氢氧化镁分散性的改善,并对反应机理进行了阐述.结果表明:以氨水为沉淀剂所得的纳米氢氧化镁近似六边形的薄片状,平均粒径为16nm,其结构稳定性优于以氢氧化钠为沉淀剂的产品.当反应温度为30℃时,Mg(OH)_2形成细小晶核,薄片的厚度为5～7nm,晶粒粒径为10～15nm;反应温度为50℃时,晶核开始生长为大晶粒,但排列无规则;反应温度为70℃时,Mg(OH)_2薄片的厚度增至10nm左右,晶粒粒径为10～20nm,具有规则排列的完整晶粒:反应温度为80℃时,Mg(OH)_2晶粒具有不规则排列.加入表面活性剂聚乙二醇或十二烷基硫酸钠可以提高纳米粒子的分散性.当表面活性剂聚乙二醇用量为氢氧化镁的3.0%(以质量计,下同)时,纳米氢氧化镁的分散性最好,片层的厚度约为10 nm,平均粒径为20 nm.当表面活性剂十二烷基硫酸钠用量为氢氧化镁的4.0%时,纳米氢氧化镁具有较好的分散效果,平均粒径为20nm.     

Preparation and crystallization kinetics of micron-sized Mg(OH)2 in a mixed suspension mixed product removal crystallizer

Magnesium hydroxide is an important chemical, and is usually obtained from seawater or brine via precipitation process. The particle size distribution of magnesium hydroxide has great effects on the subsequent filtration and drying processes. In this paper, micron-sized magnesium hydroxide with high purity, large particle size and low water content in filter cake was synthesized via simple wet precipitation in a mixed suspension mixed product removal (MSMPR) crystallizer. The effects of reactant concentration, residence time and impurities on the properties of magnesium hydroxide were investigated by X-Ray diffraction (XRD), Scanning Electron Microscopy (SEM) and Malvern laser particle size analyzer. The results show that NaOH concentration and residence time have great effects on the water content and particle size of Mg(OH)₂. The spherical Mg(OH)₂ with uniform diameter of about 30 μm was obtained with purity higher than 99% and water content less than 31%. Furthermore, the crystallization kinetics based on the population balance theory was studied to provide the theoretical data for industrial enlargement, and the simulation coefficients (R²) based on ASL model and C-R model are 0.9962 and 0.9972, respectively, indicating that the crystal growth rate of magnesium hydroxide can be well simulated by the size-dependent growth models.     

Chemical Recycling and Kinetics of Aqueous Alkaline Depolymerization of Poly(Butylene Terephthalate) Waste

Depolymerization reactions of poly(butylene terephthalate) (PBT) waste in aqueous sodium hydroxide solution were carried out in a batch reactor at 80–140 °C at atmospheric pressure by varying PBT particle size in the range of 50–512.5 μm. Reaction time was also varied from 10–110 min to understand the influence of PBT particle size and reaction time on the batch reactor performance. Agitator speed, particle size of PBT and reaction time required were optimized. Disodium terephthalate (salt) and 1,4‐butanediol (BD) remain in the liquid phase. BD was recovered by the salting‐out method. Disodium terephthalate was separated by acidification to obtain solid terephthalic acid (TPA). The produced monomeric products (TPA and BD) and PBT were analyzed. The yields of TPA and BD were in agreement with PBT conversion. The depolymerization reaction rate was first order to PBT concentration as well as first order to sodium hydroxide concentration. The acid value of TPA changes with the reaction time as well as particle size of PBT. This indicates that PBT molecules get fragmented and hydrolyze simultaneously with aqueous sodium hydroxide to produce BD and disodium terephthalate. Activation energy, Arrhenius constant, equilibrium constant, Gibbs free energy, enthalpy and entropy were determined. The dependence of the hydrolysis rate constant on reaction temperature was correlated by the Arrhenius plot, which shows an activation energy of 25 kJ/mol and an Arrhenius constant of 438 L/min/cm².     

制备条件对氢氧化镁和碱式氯化镁组成和形貌的影响

以六水氯化镁和氨水为原料,水热法合成出了氢氧化镁和碱式氯化镁晶须。利用XRD、SEM、TG、FT-IR对产物的组成和形貌进行表征,同时考察了原料浓度、反应温度、反应时间及表面活性剂对产物形貌的影响。结果表明,在低氯化镁浓度和一定氨水滴加量的条件下产物为厚度20～50 nm,具有规则形状的纳米六方片层及其组合玫瑰花球结构的氢氧化镁,增大氯化镁溶液浓度同时减小氨水滴加量产物为直径0.5 μm、长度200 μm的碱式氯化镁单晶。     

硝酸锰溶液直接氧化法制备电子级四氧化三锰

以硝酸锰为原料、氨水为沉淀剂、空气为氧化剂制备高纯Mn3O4. 通过正交实验研究了氨水滴加速度、反应终点pH值、反应温度、乙醇加入量、空气通入速率对产物中Mn含量的影响. 结果表明,当氨水滴加速度为4 mL/min、反应终点pH值为11、反应温度为80℃、乙醇加入量为15 mL、空气通入流量为80 L/h时,获得产物Mn含量为77.53%(w)、粒度约为10 mm的高纯电子级Mn3O4,同时克服了现有技术采用硫酸锰制备Mn3O4中硫含量高的缺点.     

立方形氧化铝的合成与表征

1.0 g碱式碳酸镁为碱源,在110℃加入15 mL氨水,通过20 g过量硫酸铝的均匀共沉淀反应,制备出了粒径约为500 nm的立方形Al(OH)3。对获得的Al(OH)3在不同温度进行焙烧,结果发现,450~600℃焙烧出的样品为无定形氧化铝;850℃焙烧的样品为κ-、θ-和η-Al2O3的混合物;当温度高于1 200℃时,得到纯相的α-Al2O3。通过SEM和TEM对焙烧前后的样品进行观察显示,样品的形貌不受温度的影响,均为立方形。     

阳离子型聚丙烯酰胺对含超细氢氧化镁浆料过滤性能的影响

为解决超细氢氧化镁颗粒细、易团聚导致的难过滤问题，本文考察了添加剂种类对含超细氢氧化镁浆料过滤性能的影响，系统研究了阳离子型聚丙烯酰胺加入方式、添加剂用量比、反应温度、反应时间和搅拌速率等因素对过滤速率的影响，采用X射线衍射仪（XRD）、热场发射扫描电子显微镜（SEM）对反应过程中得到的氢氧化镁晶体结构、形貌、粒度等进行表征分析，结合傅里叶红外光谱仪（FTIR）探究了聚丙烯酰胺分子与氢氧化镁晶体的结合机制，总结了阳离子型聚丙烯酰胺提高含超细氢氧化镁浆料过滤性能的机理。结果表明：阳离子聚丙烯酰胺的添加量为理论氢氧化镁质量的0.7%，反应温度60℃，搅拌速率250r/min，超细氢氧化镁浆料的过滤速率最大为545mL/(m²·s)，体系黏度最低为8.64mPa·s，氢氧化镁的平均粒径为138nm。过滤性能提高的机理为：阳离子聚丙烯酰胺中的酰胺基团与氢氧化镁分子中的羟基通过吸附架桥方式结合形成长链分子，使氢氧化镁颗粒之间分散性提高，减少相互间的团聚，提高整体过滤速率。