亞微米級堿式硫酸鎂晶須形成機制研究.pdf

1、菱鎂礦是我國的優(yōu)勢礦產(chǎn)資源，是鎂制品原料的重要來源。鎂鹽晶須作為無機功能性材料，現(xiàn)已在聚合物基復(fù)合材料中被廣泛應(yīng)用，其中堿式硫酸鎂（MOS）晶須極具代表性，其產(chǎn)品具備增強、隔熱、阻燃、抑煙等多重效果，力學性能、熱穩(wěn)定性優(yōu)良，作為填充材料可應(yīng)用于國防、軍事、化工、機械、電子等領(lǐng)域。目前，對于堿式硫酸鎂晶須的合成、制備的報道較多，通常為研究最佳制備參數(shù)，但對晶須的分散性及動力學模型的探討不多。
　　本文以菱鎂礦為鎂源，首先煅燒制備氧化

2、鎂，且保證氧化鎂活性、菱鎂礦分解率較高，確定煅燒條件：煅燒溫度750℃，保溫時間3h。以得到的活性氧化鎂與硫酸溶液配制初始反應(yīng)料漿，通過在反應(yīng)釜內(nèi)水熱合成堿式硫酸鎂（MOS）晶須。采用單因素條件實驗法優(yōu)化制備參數(shù)；通過SEM、XRD、EDS、FT-IR等手段對產(chǎn)品形貌、組成及官能團檢測分析；計算單體晶須在產(chǎn)物中的含量，進而表征產(chǎn)物的分散性；經(jīng)過程取樣，測定樣品中SO42-的濃度，利用MATLAB軟件處理數(shù)據(jù)，結(jié)合動力學方程，建立MOS晶

3、須特定的生長模型。
　　經(jīng)研究分析得到合成MOS晶須的最佳條件：水熱溫度180℃、水熱時間4h、攪拌轉(zhuǎn)速500r/min、H2SO4/MgO的摩爾比為0.25:1、初始料漿濃度為4％、助劑為硬脂酸鋅、其用量占MgO質(zhì)量的2%，添加助劑后吸油值最高0.275。經(jīng)檢測與計算，此條件下MOS晶須產(chǎn)物的平均直徑約269nm，平均長度≥50μm，長徑比≥100，單根晶須含量約80%。水熱過程中取樣，并測定SO42-濃度，隨水熱時間延長SO4