探索纳米级氢氧化镁的制备及干燥动力学研究

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1、大连理工大学硕士学位论文纳米级氢氧化镁的制备及干燥动力学研究姓名：邹积琴申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：王宝和20090701大连理工大学硕士学位论文摘要氢氧化镁是一种添加型的具有填充、阻燃和抑烟三重功能的无机阻燃剂，可用于多种聚合物的阻燃。除此之外，氢氧化镁还可用于环保中烟气脱硫、处理含铅废水和废水脱铵脱磷等，并在食品添加剂、油品添加剂以及生物和医药制剂方面均有不同程度的应用，是一种公认的对环境友好的绿色化工产品。随着纳米技术的发展，纳米级氢氧化镁的制备逐渐成为当前的研究热点之一。而干燥作为液相化学法制备高质

2、量纳米级氢氧化镁的必要步骤，直接影响到产品的质量。以六水氯化镁和碱性沉淀剂为原料，采用液相沉淀法制备出单分散氢氧化镁纳米颗粒。通过单因素实验确定了合成单分散氢氧化镁纳米颗粒的最佳条件为：乙二醇／水(80／20，体积比)混合溶液作反应溶剂；氢氧化钠作为沉淀剂，直接加入到氯化镁溶液中；氯化镁初始浓度为0．1mol／L。以六水氯化镁、轻质氧化镁、尿素为原料，采用沉淀转化法分别制备出氢氧化镁纳米棒和氢氧化镁纳米片。通过干燥实验对单分散氢氧化镁纳米颗粒、氢氧化镁纳米棒和氢氧化镁纳米片进行干燥动力学研究。结果表明，三种不同形貌纳米级

3、氢氧化镁的干燥曲线和干燥速率曲线形状相似；选择Logarithmic模型作为纳米级氢氧化镁的薄层干燥模型，用以描述纳米级氢氧化镁的干燥曲线，单分散氢氧化镁纳米颗粒、氢氧化镁纳米棒和氢氧化镁纳米片湿物料中水分的扩散活化能分别为26．5kJ／tool、25．3kJ／tool、21．5kJ／mol；纳米级氢氧化镁等温干燥动力学机理函数为G(a)=[(1／(1+口))帕一1]2=kt，单分散氢氧化镁纳米颗粒、氢氧化镁纳米棒和氢氧化镁纳米片湿物料的表观活化能E值分别为25．2kJ／mol、23．9kJ／tool、24．0kJ／mo

4、l；氢氧化镁纳米片的非等温干燥动力学机理／1／^，、1函数G(a)对应的111掣—1：曲线需进行分段线性拟合，当T≥108℃时，动力学机理函2’。Z’数为G位)=1一(1一口)“2，表观活化能三值为6．3kJ／mol。关键词：氢氧化镁；纳米级；制备；干燥动力学PreparationandDryingKineticsofNanosizedMagnesiumHydroxideAbstractMagnesiumhydroxideiswidelyusedasflame-retardant，precursorofnanosized

5、magnesmmoxideceramic，neutralizerinenvironmentprotectingfield，desulfurizerinfluegasandSOon．WimⅡledevelopmentofnanotechnology，studiesonthepreparationandapplicationofnanosizedmagnesiumhydroxidearerapidlyexpanded．Anddryingisoneofthemostimportantpartsofthepreparationo

6、fhighqualitynanosizedmagnesiumhydroxideintheliquidphasemethod．Here，monodispersemagnesiumhydroxidenanoparticleswerepreparedinthe1iquidphasemethodwiththemagnesiumchlorideandbasicsolution．Throughthesinglefactorexperiments，theeffectsofsolventandbasicprecipitation,the

7、initialconcentrationofthereactionandfeedingmethodswerestudied．Thebestconditionofthepreparationofmagnesiumhydroxidenanoparticlesinthemonofactorexperimentsareasfollowed：magnesiumchloridehexahydrateandsodiumhydroxideasrawmaterials，water／glycol(20／80，v／V)mixtureassol

8、vent，initialconcentrationofM92+at0．1mol／L．throughthepositivechargingwaywhichdroppingsodiumhydroxideintothemagnesiumchloridesolution．Undertheconditions，monodisp