多水硼镁石快速合成方法研究

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1、多水硼镁石快速合成方法研究#李飞，张思思，林陈晓，郭亚飞，王士强，邓天龙**（天津科技大学海洋科学与工程学院，天津市海洋资源与化学重点实验室，天津300457）510152025303540摘要：采用固—液—固转化法，研究了在40℃恒温、磁力搅拌条件下快速合成多水硼镁石的方法。运用化学分析、X-ray粉晶衍射、傅里叶变换红外光谱和同步热分析（TG-DSC）对合成的多水硼镁石产品进行了表征。该合成方法具有合成时间短、工艺操作简单、产品纯度高等优点。此外，在合成实验的基础上，结合反应过程中溶液pH的变化，对其结晶机理进行了初步探讨。结果表明，合成的高纯多水硼镁石产品可应用于

2、其相关的物化性质研究。关键词：硼酸盐；多水硼镁石；合成；表征中图分类号：P746.1StudyonARapidSyntheticMethodforInderiteLIFei,ZHANGSisi,LINChenxiao,GUOYafei,WANGShiqiang,DENGTianlong(CollegeofMarineScienceandEngineeringatTianjinUniversityofScienceandTechnology,TianjinKeyLaboratoryofMarineResourcesandChemistry,Tianjin300457,Chin

3、a)Abstract:Arapidsyntheticmethodforinderiteinawaterbathundermagneticstirringat40℃wasestablishedbyusingthesolid-liquid-solidconversionmethod.Thesynthesizedproductswerecharacterizedcombinedwithchemicalanalysis,X-raypowderdiffractionanalysis,FT-IRspectraanalysisandsimultaneousthermoanalysis(T

4、G-DSC).Theexperimentalresultsshowedthatthesyntheticmethodwastime-saving,simpleoperating,andthepurityofthesynthesizedproductswashighenoughtobeusedforotherstudiesofthephysicochemicalproperties.Inaddition,primarydiscussionforthecrystallizedmechanismofinderitewasprogressedaccordingtothechanges

5、ofpHinaqueoussolution.Keywords:Borates;Inderite;Synthesis;Characterize1引言硼酸镁具有高弹性系数、高耐热性等卓越性质，其应用领域涉及陶瓷工业、清洁剂工业、阻燃剂、镜片溶液、超导材料、烃类化合物催化剂、添加剂等[1]。此外，由于其含硼量高、结晶水数目多，硼酸镁亦可用于中子射线和γ射线的防护材料。多水硼镁石最初发现于苏联英捷尔硼矿床，矿物呈白色结核体，与水方硼石伴生；美国克拉麦硼矿亦有多水硼镁石产出[2]。我国多水硼镁石产于现代内陆盐湖湖滨，共生矿物有钠硼解石、库水硼镁石和柱硼镁石[3]。柴达木盆地的大柴旦盐

6、湖是新型的硫酸镁亚型硼酸盐盐湖，湖区已发现9种硼酸盐矿物，其中6种为水合硼酸镁盐：多水硼镁石（2MgO·3B2O3·15H2O）、章氏硼镁石（MgO·2B2O3·9H2O）、三方硼镁石（MgO·3B2O3·7.5H2O）、库水硼镁石（2MgO·3B2O3·15H2O）、柱硼镁石（MgO·B2O3·3H2O）和氯柱硼镁石（2MgO·2B2O3·MgCl2·14H2O）[4]。本文研究了快速合成多水硼镁石的方法，为镁硼酸盐的合成提供了新的途径，对于揭示硫酸镁亚型盐湖的硼酸盐矿物沉积和演化特征、推动我国盐湖镁硼酸盐资源的开发利用具有重要意义。基金项目：国家自然科学基金（21276

7、194，21306136）；高等学校博士学科点专项科研基金（20111208120003）作者简介：李飞（1988-），男，海卤水化学资源综合利用通信联系人：邓天龙（1966-），男，教授，博导，海卤水化学资源综合利用（含相平衡与相分离技术）、可再生资源利用技术、海洋化学.E-mail:tldeng@tust.edu.cn-1-目前，合成多水硼镁石的传统方法主要有两种[5]：（1）以硼砂和硫酸镁为原料；(2)以MgO及H3BO3为原料。两种合成方法都存在合成时间过长（分别为97d和40d）、产率低、产品纯度差等问