多孔氧化鎂纖維的生長調(diào)控研究.pdf

1、多孔氧化鎂纖維是一種具有優(yōu)良物理化學(xué)性能的一維結(jié)構(gòu)材料，同時具有較大的比表面積和吸附能力，能夠應(yīng)用于金屬、陶瓷等材料的增強改性以及有害物質(zhì)的吸附，已成為各國科學(xué)家關(guān)注的熱點之一。本文研究用于熱電池熔鹽流動抑制劑的多孔氧化鎂纖維的生長工藝。
　　本文探索了水熱法間接制備多孔氧化鎂纖維的工藝條件，對所得產(chǎn)物進行了物理化學(xué)表征，探討了多孔氧化鎂纖維的生長機理，并將其作用流動抑制劑用于熔融電解質(zhì)中。研究內(nèi)容主要包括以下幾個方面：
　

2、　1、以七水硫酸鎂、氫氧化鈉為原料，聚乙二醇為模板劑，采用水熱法合成前驅(qū)體纖維，經(jīng)煅燒制得具有與前驅(qū)體相似長徑比的多孔氧化鎂纖維。其長徑比為50-1000μm、直徑為0.8-4.5μm，前驅(qū)體及煅燒產(chǎn)物經(jīng) XRD和SEM分析確定分別為堿式硫酸鎂纖維和氧化鎂纖維。
　　2、通過正交試驗對前驅(qū)體纖維的制備條件進行了簡單優(yōu)化，獲得制備單一物相和形貌前驅(qū)體纖維的最佳工藝條件：水熱溫度160℃、水熱時間15h、硫酸鎂濃度2.0M。在適當(dāng)?shù)臈l

3、件下，升高水熱溫度（150-180℃）、降低硫酸鎂濃度（1.3-2.5M）能夠有效增加產(chǎn)物的長徑比；而適當(dāng)降低水熱溫度、升高煅燒溫度（950-1100℃）、增加聚乙二醇用量（n(PEG)/n(MgSO4)=0-0.02）或分子量（4k-10k）能夠增加氧化鎂的孔徑和比表面積。
　　3、利用水熱過程中均勻溶液飽和析出機制分析發(fā)現(xiàn)溶液過飽和度是影響前驅(qū)體長徑比的關(guān)鍵因素之一；通過對前驅(qū)體的熱分解過程的分析發(fā)現(xiàn)，PEG的燃燒、前驅(qū)體脫水

4、和脫硫?qū)Ξa(chǎn)物孔結(jié)構(gòu)等性質(zhì)有重要影響。
　　4、將具有不同長徑比和孔徑/比表面積的多孔氧化鎂纖維作為流動抑制劑用于熱電池電解質(zhì)（KCl-LiCl），測試發(fā)現(xiàn)它們對熱電池的物理及電化學(xué)性能有顯著影響：隨著纖維長徑比增加、孔徑增大，熱電池電解質(zhì)的在500℃時的泄漏和形變逐漸減小，在450℃時的放電時間（330-400s）、和電壓平臺（1.3-1.7V）逐漸增加。多孔氧化鎂纖維與熔鹽具有良好的潤濕性，纖維形貌和孔結(jié)構(gòu)增加它們的吸附能力及與