單分散納米氫氧化鎂晶須形成機(jī)制研究.pdf

1、納米氫氧化鎂晶須是一種新型綠色功能材料，具有表面能低、機(jī)械性能優(yōu)良、彈性模量較高等特性。用作復(fù)合材料添加劑不僅可以提高材料的力學(xué)性能，還能有效提高材料的阻燃、抑煙性能。目前，對(duì)于納米氫氧化鎂晶須的制備研究多處于實(shí)驗(yàn)室階段，對(duì)于其形成機(jī)制的研究尚未見文獻(xiàn)報(bào)道。本課題主要采用水熱合成法來(lái)制備單分散納米級(jí)氫氧化鎂晶須，并對(duì)其形成機(jī)制進(jìn)行探討。
　　本文以菱鎂礦制備出的亞微米級(jí)堿式硫酸鎂晶須（MgSO4·5Mg(OH)2·3H2O簡(jiǎn)稱MO

2、S）為原料，NaOH為沉淀劑，采用水熱法制備單分散納米氫氧化鎂晶須。采用單因素實(shí)驗(yàn)法，探討MOS初始料漿濃度、NaOH/MOS摩爾比、水熱反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間、攪拌轉(zhuǎn)速、助劑種類及添加量、MOS性能等因素對(duì)制備產(chǎn)物性能的影響。利用SEM、XRD、EDS、FT-IR、TG-DSC等先進(jìn)的測(cè)試手段對(duì)制備產(chǎn)物的微觀形貌、物相組成、元素含量、表面基團(tuán)、熱穩(wěn)定性進(jìn)行了測(cè)試分析；應(yīng)用統(tǒng)計(jì)學(xué)規(guī)律，以晶須總數(shù)≥100為統(tǒng)計(jì)總數(shù)，單根晶須占晶須總數(shù)的百分比

3、稱為單根晶須含量，以此來(lái)表征納米氫氧化鎂晶須的分散性。通過(guò)對(duì)各影響因素的不斷優(yōu)化設(shè)計(jì)，得出最佳制備參數(shù)為：MOS前驅(qū)物平均直徑≤200nm、MOS前驅(qū)物平均長(zhǎng)徑比>100、MOS初始料漿濃度0.03mol/kg、反應(yīng)溫度180℃、反應(yīng)時(shí)間4h、NaOH/MOS摩爾比4.5:1、攪拌轉(zhuǎn)速100r/min、添加劑種類為硬脂酸鈉、硬脂酸鈉/MOS質(zhì)量比2％。最佳制備條件下產(chǎn)物平均直徑85nm，平均長(zhǎng)度14μm，平均長(zhǎng)徑比>100，晶須直徑D在

4、80~95nm范圍占統(tǒng)計(jì)晶須總數(shù)的57%，晶須長(zhǎng)度L在10~15μm范圍占統(tǒng)計(jì)晶須總數(shù)的66%，長(zhǎng)徑比L/D在100~180范圍占統(tǒng)計(jì)晶須總數(shù)的70%；合成產(chǎn)物為納米Mg(OH)2晶須且純度較高；晶須的熱分解溫度范圍為318~490℃，在380~420℃之間熱分解速率最快。
　　此處為公式
　　在最佳實(shí)驗(yàn)條件下，通過(guò)過(guò)程取樣，取出不同時(shí)刻的反應(yīng)液，測(cè)得溶液中OH-和SO42-的濃度，根據(jù)結(jié)晶動(dòng)力學(xué)原理，利用MATLAB軟件和