1。1 氧化镁应用
1。1。1 吸附剂
纳米氧化镁及其复合材料具有较高的比表面积和特殊结构,在水体污染治理、精细无机材料制备及有害气体吸收等方面有着广泛应用[6]。Targosz 等[7]研究发现氧化镁/活性炭材料因金属氧化物与碳通过不同方式杂化后,使得在活性炭上的氧化镁比表面积得到显著提高,形成性能独特的吸附材料,在工业生产、环境保护等方面发挥着重要作用。目前对纳米氧化镁吸附机理的研究方兴未艾[7],一方面是因为吸附机理对改进纳米MgO吸附性能非常关键;另一方面纳米MgO吸附理论具有代表性,对研究其他化学吸附剂作用机理有重要参考价值[8]。
1。1。2 抗菌材料
J。 Sawai等[9]研究表明,MgO极易水合,在表面形成一层Mg(OH)2,溶解在溶液中的氧通过单电子还原反应生成活性氧离子O-2。MgO表面包覆一层OH-,由于O-2在碱性环境中具有化学稳定性,所以高浓度O-2得以在MgO表面存在。而O-2有强的氧化性,可以破坏细菌的细胞膜壁的肽键结构从而迅速杀死细菌。另外,纳米MgO粒子可以产生破坏性吸附,也可能将细菌的细胞膜破坏[10],这样可以克服银系抗菌剂作用慢、易变色和TiO2系抗菌剂需要紫外线照射的不足,且具有很大开发前景。
1。1。3 阻燃材料
阻燃是氧化镁材料的主要用途之一,因此,蒋学良等[11]通过氧化镁与木屑等混合后制得具有绝热、质轻、耐火、隔音等优点的材料。由于传统阻燃剂[11]大多采用含卤聚合物,在发生火灾时会产生大量的浓烟以及有害物质,这不仅防碍救火人员的工作,也增加了被困人员的危险几率,与我们所要求的无毒环境相差甚远。因此,开发纳米氧化镁作为抗高温阻燃试剂势在必行。
1。1。4 医药方面
氧化镁化学性质呈碱性,其低剂量对人体无毒,因此氧化镁可单独作为药剂[10]用来中和或者缓解胃酸过多的情况,也可与其他药剂配合使用,或者配置成相应的溶剂使用。
除此之外,氧化镁在清洁剂[12]、抗腐蚀剂[12]、电极导管与塑料[13]等方面均有突出应用。
1。2 纳米氧化镁制备方法
纳米氧化镁制备方法主要有:气相法[14]、固相合成法[13~15]、水热沉淀法[16]、溶胶凝胶法[16]等。
1。2。1 气相法
气相法主要通过高温使镁原子蒸发,并在高温下使其氧化分离得到高纯氧化镁[13]。此法的过程为:
此法虽然可以得到高纯度、颗粒尺寸均一的纳米氧化镁,但由于原料镁价格较高,设备要求高、操作条件苛刻,在推广上受到一定的限制。
1。2。2 固相合成法
固相合成法主要通过研磨乙酸镁与草酸固体混合物约2小时后,放入80℃烘箱反应4h得到前驱物,最后在600℃下灼烧3h得到产物[13~15]。
或 该方法的产率较高,反应条件易控制且制成的晶体颗粒小,但较难以工业化生产。文献综述
1。2。3 水热合成法
水热合成法主要在碱性条件下,使镁离子与OH- 结合,生成氢氧化镁前驱体,后经高温(550℃左右)灼烧得到氧化镁产物[16]。王路明等[17]采用水热合成法制备超细氧化镁;张近等[18]采用均匀沉淀法制备纳米氧化镁;朱传高等[19]采用乙醇镁配合物制备纳米MgO。此法操作简单,成本低,但是所得产物分子易团聚,其比表面积不高。反应原理如下:
1。2。4 溶胶凝胶法
溶胶凝胶法与水热合成法相似之处在于也需要先制得氢氧化镁胶体作为前驱物,后在严格真空条件下,使胶体覆盖在甲醇盐上,再经过高温灼烧形成多孔纳米氧化镁[20]。此法得到的纳米氧化镁,颗粒细致规整,但该方法条件苛刻,不易于推广。 高比表面积纳米氧化镁的可控合成(2):http://www.youerw.com/huaxue/lunwen_82502.html