CN113353960A - 一种形貌可调的三水碳酸镁晶体及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种形貌可调的三水碳酸镁晶体及其制备方法，属于无机微纳米材料的制备领域。该形貌可调的三水碳酸镁晶体的制备方法为：将氯化镁溶液和碳酸铵溶液混匀后，得到反应液；将多糖加入反应液中，再置于0～75℃，反应2～26h，将得到的含白色沉淀的悬浊液固液分离，洗涤，烘干，得到形貌可调的三水碳酸镁晶体。通过调控反应条件，合成了棒状和多孔球状混合的三水碳酸镁晶体、或单独多孔球状的三水碳酸镁晶体。棒球混合的产物结晶好，纯度高，比表面积比单纯棒状大，结构更为复杂，而单独多孔球状产物具有更为复杂的微纳结构、丰富的吸附活性位点、可调节的孔结构、更大的比表面积，在生物药剂载体、气体捕获、环保催化等领域发挥重要作用。

Description

一种形貌可调的三水碳酸镁晶体及其制备方法
技术领域
本发明属于无机微纳米材料的制备技术领域，具体涉及一种形貌可调的三水碳酸镁晶体及其制备方法。
背景技术
多孔材料因具有大比表面积和高孔隙率等特性，被广泛应用于化工石油催化、气体吸附、药物输送、组织工程支架制备、海洋深潜装备等领域，是当今时代一种很重要的材料，已经成为当代科学研究的热点。
三水碳酸镁是一种重要的碳酸镁水合物，被广泛用于CO2的封存和海水MgCl2的再利用，具有重大的环境意义。因制备条件不同，三水碳酸镁形貌各异，应用领域也随之不同。棒状三水碳酸镁晶须因具有晶体理想强度、低密度、高弹性模量和良好绝缘性等特性，被广泛应用于塑料、橡胶等复合材料和阻燃增强材料等领域。由于良好的介稳性能，三水碳酸镁晶体可作为合成介孔二氧化钛、二氧化硅和氧化镍等分级结构材料的软模板。由于热分解温度较低，三水碳酸镁晶体可以作为制备氧化镁、氢氧化镁、硫酸镁、碱式碳酸镁、无水碳酸镁等精细镁盐的中间产物。多孔三水碳酸镁晶体，除了本体特征外，具有大比表面积、丰富的吸附活性位点等优异特性，在医药、化工催化、吸附分离、环境保护、能源储存与转化等重要领域具有重大的应用价值。氨基酸或硅烷改性后的介孔碳酸镁作为药物载体，可以控制药物的释放速度，缓解疼痛。经过胺官能团改性过的介孔碳酸镁，在潮湿环境中能够稳定存在，可以作为研发新型药物制剂。
然而，现有三水碳酸镁晶体制备多侧重于棒状、放射状，关于多孔球状形貌鲜有报道，能够同时进行棒状和球状调控的工艺过程研究尚属空白。
发明内容
针对当前现有技术的不足，本发明提供了一种形貌可调的三水碳酸镁晶体及其制备方法，该方法以氯化镁和碳酸铵为原料，多糖为晶型控制剂，在水溶液中，通过调控温度、多糖用量和反应时间，合成了棒状和多孔球状混合的三水碳酸镁晶体、或单独多孔球状的三水碳酸镁晶体。经多次实验，采用本方法制备出的棒状和多孔球状混合的三水碳酸镁晶体产物结晶好，纯度高，比表面积比单纯棒状大，结构更为复杂，而单独多孔球状的三水碳酸镁晶体表现了更优异的性能，如具有复杂的微纳结构、丰富的吸附活性位点、可调节的孔结构、大比表面积等优点，可在生物药剂载体、气体捕获、环保催化等领域发挥重要作用。
为实现上述目的而采用的技术方案是：
本发明的一种形貌可调的三水碳酸镁晶体的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：
采用去离子水为溶剂，以氯化镁和碳酸铵为原料，将氯化镁配置成氯化镁溶液，将碳酸铵配置成碳酸铵溶液，然后将氯化镁溶液和碳酸铵溶液混合均匀后，得到反应液；
步骤2：
将多糖加入反应液中，得到含多糖反应液；其中，多糖占氯化镁和碳酸铵总质量的质量百分数为5％～50％。
步骤3：
将含多糖反应液置于0～75℃，反应2～26h，得到含白色沉淀的悬浊液；
步骤4：
将含白色沉淀的悬浊液固液分离，洗涤，烘干，得到形貌可调的三水碳酸镁晶体。
所述的步骤1中，氯化镁和碳酸铵的混合比例为化学反应计量比。
所述的步骤1中，优选氯化镁溶液浓度为0.1～3mol/L，更优选为0.1～1mol/L；碳酸铵溶液浓度为0.1～3mol/L，更优选为0.1～1mol/L。
所述的步骤1中，以10～150rpm的速率搅拌0～1h混合均匀。
所述的步骤2中，当制备的是单独多孔球状的三水碳酸镁晶体，其多糖占氯化镁和碳酸铵总质量的质量百分数优选为5％～20％。
所述的步骤3中，优选温度为45～60℃；优选反应时间为3～9h。
所述的步骤4中，所述的固液分离，优选为抽滤。
所述的步骤4中，烘干温度为50～90℃，烘干时间为12～48h。
采用本发明的制备的方法，得到的形貌可调的三水碳酸镁晶体，为棒状和多孔球状混合的三水碳酸镁晶体、或单独多孔球状的三水碳酸镁晶体中的一种。
本发明的一种棒状和多孔球状混合的三水碳酸镁晶体，采用上述制备方法制得，其形貌为棒状和多孔球状混合，结晶度为60％～85％，棒状长度为6μm～90μm，多孔球状平均直径为4～20μm，孔径为8～9nm，比表面积为6～9m2/g。
更进一步的，棒状和多孔球状的数量比例为：棒状：多孔球状＝(0～7):(1～10)。
本发明的一种单独多孔球状的三水碳酸镁晶体，采用上述制备方法制得，其形貌为多孔球状，多孔球状的直径为8～10μm，孔径为8～9nm，比表面积为13～16m2/g。
本发明的一种形貌可调的三水碳酸镁晶体及其制备方法，其有益效果在于：
本发明是一种能够同时进行棒状和多孔球状调控的工艺方法，能够结合市场需要调节生产方案，达到一个投入多个产品产出的效果，能够为企业带来更多的竞争力。本发明具有操作简单，过程容易控制，条件温和，易于实现等优点。
采用本发明的方法制备出的棒状和多孔球状混合的三水碳酸镁晶体产物结晶好，纯度高，比表面积比单纯棒状晶体大，结构更为复杂，而单独多孔球状的三水碳酸镁晶体表现了更优异的性能，如具有复杂的微纳结构、丰富的吸附活性位点、可调节的孔结构、大比表面积等优点，可在生物药剂载体、气体捕获、环保催化等领域发挥重要作用。
采用本发明的方法，通过调控原料混合方式、原料混合温度，多糖用量等控制成核过程。多糖分子富含丰富的羟基官能团，通过静电吸附与溶液中的Mg2+配位形成MgOH+；其与CO3 2-反应形成[MgO6]生长基元。生长基元经协同、加和作用形成纳米片状微晶。多糖分子在溶液中形成网状结构，纳米片状微晶在网状结构有序聚集、叠合，并扩散外延生长，形成多孔球。
附图说明
图1为采用本发明方法，所制备的棒状和多孔球状混合的三水碳酸镁晶体的XRD图谱；
图2为采用本发明方法，实施例1所制备的棒状和多孔球状混合的三水碳酸镁晶体的SEM图像；
图3为采用本发明方法，实施例2所制备的棒状和多孔球状混合的三水碳酸镁晶体的SEM图像；
图4为采用本发明方法，实施例3所制备的棒状和多孔球状混合的三水碳酸镁晶体的SEM图像；
图5为采用本发明方法，实施例4所制备的棒状和多孔球状混合的三水碳酸镁晶体的SEM图像；
图6为采用本发明方法，实施例1所制备的棒状和多孔球状混合的三水碳酸镁晶体粒径分布图；
图7为采用本发明方法，实施例5所制备的多孔球状的三水碳酸镁晶体的SEM图像；
图8为采用本发明方法，实施例5所制备的多孔球状的三水碳酸镁晶体孔径分布图。
图9为采用本发明方法，实施例5所制备的多孔球状的三水碳酸镁晶体粒径分布图。
图10为对比例1所制备的棒状三水碳酸镁晶体SEM图像。
具体实施方式
以下提供本发明一种制备形貌可调的三水碳酸镁晶体的方法的具体实施方式，分为棒状和多孔球状混合的三水碳酸镁晶体和单独多孔球状的三水碳酸镁晶体。
一种棒状和多孔球状混合的三水碳酸镁晶体的制备方法，包括以下步骤：
(1)以去离子水为溶剂，配制0.1～3mol/L的氯化镁溶液，配制0.1～3mol/L的碳酸铵溶液；在10～20℃下将氯化镁溶液和碳酸铵溶液混合，以10～150rpm的速率搅拌0～1h，得到反应液。
(2)将占氯化镁与碳酸铵固体总质量的质量百分数为20％～50％(不包括20％)的多糖加入至反应液中，得到含多糖反应液。
(3)将含多糖反应液的反应器移入恒温水浴锅中加热，反应温度0～75℃(不包括45～60℃)，反应时间2～26h(不包括3～9h)，得到含白色沉淀的悬浊液。
(4)将含白色沉淀的悬浊液抽滤、洗涤，得到滤饼；将滤饼于50～90℃烘干12～48h，产物为形态良好的棒状和多孔球状混合的三水碳酸镁晶体。
一种单独多孔球状的三水碳酸镁晶体的制备方法，包括以下步骤：
(1)以去离子水为溶剂，配制0.1～1mol/L的氯化镁溶液，配制0.1～1mol/L的碳酸铵溶液；在室温下将氯化镁溶液和碳酸铵溶液混合，以10～100rpm的速率搅拌0～0.5h，得到反应液。
(2)将占氯化镁与碳酸铵固体总质量的质量百分数为5％～20％多糖加入至反应液中，得到含多糖反应液。
(3)将含多糖反应液移入恒温水浴锅中加热，反应温度45～60℃，反应时间3～9h，得到含白色沉淀的悬浊液。
(4)将含白色沉淀的悬浊液抽滤、洗涤，得到滤饼；将滤饼在50～90℃烘干12～48h，产物为形态良好的单独多孔球状的三水碳酸镁晶体。
实施例1
一种制备棒状和多孔球状混合的三水碳酸镁晶体的方法，其具体步骤为：
(1)以去离子水为溶剂，配制100mL 1.5mol/L氯化镁溶液和100mL 1.5mol/L碳酸铵溶液，在20℃下将氯化镁溶液和碳酸铵溶液混合，以30rpm的速率搅拌0.2h，得到反应液。
(2)将占氯化镁与碳酸铵固体总质量的质量百分数为25％的多糖加入到反应液中，得到含多糖反应液，本实施例的多糖采用葡聚糖。
(3)将含多糖反应液的反应器移入恒温水浴锅中加热，反应温度35℃，反应时间11h，得到含白色沉淀的悬浊液。
(4)将含白色沉淀的悬浊液抽滤、洗涤，获得滤饼；将滤饼在65℃烘干24h，获得棒状和多孔球状混合的三水碳酸镁晶体。
对制备的棒状和多孔球状混合的三水碳酸镁晶体进行分析，其XRD图谱参见图1，其SEM图谱见图2。
图1可以看出当葡聚糖用量为25％时，产物全部衍射峰与三水碳酸镁标准特征峰(MgCO3·3H2O，JCPDS 70-1433)一一对应，衍射峰强度高，基底平滑，无其他杂峰，说明产物全都为MgCO3·3H2O。
图2可以看出当葡聚糖用量为25％时，产物由光滑棒状和多孔球状混合的三水碳酸镁晶体组成，多孔球平均直径约为8μm；比表面积为8.37m2/g；光滑棒状与球状数量比约为3:5。
对本实施例制备的棒状和多孔球状混合的三水碳酸镁晶体的粒径进行分析，其粒径分布图见图6。由图可知，棒状和多孔球状混合的三水碳酸镁晶体的平均粒度D50＝15.31μm，棒状晶体的存在，使平均粒度增大。
实施例2
一种制备棒状和球状混合的多孔三水碳酸镁晶体的方法，其具体步骤为：
(1)以去离子水为溶剂，配制100mL 2mol/L氯化镁溶液和100mL2mol/L碳酸铵溶液，在20℃下将氯化镁溶液和碳酸铵溶液混合，以20rpm的速率搅拌0.2h，得到反应液。
(2)将占氯化镁与碳酸铵固体总质量的质量百分数为40％的多糖加入至反应液中，得到含多糖反应液，本实施例为蔗糖。
(3)将含多糖反应液的反应器移入恒温水浴锅中加热，反应温度42℃，反应时间14h，得到含白色沉淀的悬浊液。
(4)将含白色沉淀的悬浊液抽滤、洗涤，获得滤饼；将滤饼在70℃烘干18h，获得棒状和多孔球状混合的三水碳酸镁晶体。
对棒状和多孔球状混合的三水碳酸镁晶体进行检测，其SEM图见图3，由图可见，产物由光滑棒状和多孔球状混合的三水碳酸镁晶体组成，棒状晶体长度15～90μm，多孔球直径9～20μm；比表面积为7.95m2/g；光滑棒状与球状数量比约为1:1。
实施例3
一种制备棒状和多孔球状混合的三水碳酸镁晶体的方法，其具体步骤为：
(1)以去离子水为溶剂，配制100mL2.5mol/L氯化镁溶液和100mL2.5mol/L碳酸铵溶液，在10℃下将氯化镁溶液和碳酸铵溶液混合，以20rpm的速率搅拌0.1h，得到反应液；
(2)将占氯化镁与碳酸铵固体总质量的质量百分数为25％的多糖加入至反应液中，得到含多糖反应液，本实施例为乳糖。
(3)将含多糖反应液的反应器移入恒温水浴锅中加热，温度35℃，反应时间16h，得到含白色沉淀的悬浊液。
(4)将含白色沉淀的悬浊液抽滤、洗涤，获得滤饼；将滤饼在80℃烘干12h，获得棒状和多孔球状混合的三水碳酸镁晶体。
对棒状和多孔球状混合的三水碳酸镁晶体进行检测，其SEM图见图4。由图可见，产物由光滑棒状和多孔球状混合的三水碳酸镁晶体组成，棒状晶体长度6～30μm，多孔球直径6～10μm；比表面积为8.19m2/g；光滑棒状与球状数量比约为3:4。
实施例4
一种制备棒状和多孔球状混合的三水碳酸镁晶体的方法，其具体步骤为：
(1)以去离子水为溶剂，配制200mL 3mol/L氯化镁溶液和200mL 3mol/L碳酸铵溶液，在10℃下将氯化镁溶液和碳酸铵溶液混合，以150rpm的速率搅拌0.2h，得到反应液；
(2)将占氯化镁与碳酸铵固体总质量的质量百分数为30％的多糖加入至上述反应液中，得到含多糖反应液，本实施例为蔗糖。
(3)将含多糖反应液的反应器移入恒温水浴锅中加热，水浴温度38℃，反应时间14h，得到含白色沉淀的悬浊液。
(4)将含白色沉淀的悬浊液抽滤、洗涤，获得滤饼；将滤饼在80℃烘干12h，获得棒状和多孔球状混合的三水碳酸镁晶体。
对棒状和多孔球状混合的三水碳酸镁晶体进行检测，其SEM图见图5，通过图中，说明产物由光滑棒状和多孔球状混合的三水碳酸镁晶体组成。棒状晶体长度15～60μm，多孔球直径4～10μm，比表面积为6.3m2/g；多孔球数量较少，大部分为棒状晶体；光滑棒状与球状数量比约为7:1。
实施例5
一种单独多孔球状的三水碳酸镁晶体的制备方法，其具体步骤为：
(1)以去离子水为溶剂，配制100mL 0.5mol/L氯化镁溶液和100mL 0.5mol/L碳酸铵溶液，在20℃下将氯化镁溶液和碳酸铵溶液混合，以20rpm的速率搅拌0.2h，得到反应液；
(2)将占氯化镁与碳酸铵固体总质量的质量百分数为20％的多糖加入到上述反应液中，得到含多糖反应液，本实施例为葡聚糖。
(3)将含多糖反应液的反应器移入恒温水浴锅中加热，水浴温度55℃，反应时间4h，得到含白色沉淀的悬浊液。
(4)将含白色沉淀的悬浊液抽滤、洗涤，获得滤饼；将滤饼在80℃烘干12h，获得单独多孔球状的三水碳酸镁晶体。
对单独多孔球状的三水碳酸镁晶体进行检测，其SEM图见图7，由图可知，产物均为球状多孔三水碳酸镁晶体。多孔球球形度好，片层结构堆积致密，平均直径约为8μm。
对本实施例制备的单独多孔球状的三水碳酸镁晶体的孔径进行分析，其孔径分布图见图8，由图8可知，多孔球的孔径分布主要集中在10nm以内，平均孔径为8nm；比表面积为16m2/g；其多孔球的平均粒度D50＝8.72μm，其粒径分布图见图9，本实施例制备的单独多孔球状的三水碳酸镁晶体相比于棒状和多孔球状混合的三水碳酸镁晶体，其比表面积更大，粒度分布更集中，粒径分布更接近于多孔球的平均直径。
实施例6
一种制备棒状和多孔球状混合的三水碳酸镁晶体的方法，具体包括以下步骤：
(1)以去离子水为溶剂，配制300mL3mol/L氯化镁溶液和300mL3mol/L碳酸铵溶液；在20℃下将氯化镁溶液和碳酸铵溶液混合，以20rpm的速率搅拌0.1h，得到反应液。
(2)将占氯化镁与碳酸铵固体总质量的质量百分数为45％的多糖加入至反应液中，得到含多糖反应液，本实施例为乳糖。
(3)将含多糖反应液的反应器移入恒温水浴锅中加热，温度35℃，反应时间18h，得到含白色沉淀的悬浊液。
(4)将含白色沉淀的悬浊液抽滤、洗涤，获得滤饼；将滤饼在70℃烘干32h，产物为形态良好的棒状和多孔球状混合的三水碳酸镁晶体。
实施例7
一种制备棒状和多孔球状混合的三水碳酸镁晶体的方法，其具体步骤为：
(1)以去离子水为溶剂，配制350mL3mol/L氯化镁溶液和350mL3mol/L碳酸铵溶液，在20℃下将氯化镁溶液和碳酸铵溶液混合，以20rpm的速率搅拌0.3h，得到反应液。
(2)将占氯化镁与碳酸铵固体总质量的质量百分数为35％的多糖加入到上述反应液中，得到含多糖反应液，本实施例的多糖采用葡聚糖。
(3)将含多糖反应液的反应器移入恒温水浴锅中加热，温度43℃，反应时间14h，得到含白色沉淀的悬浊液。
(4)将含白色沉淀的悬浊液抽滤、洗涤，获得滤饼；将滤饼在65℃烘干24h，获得棒状和多孔球状混合的三水碳酸镁晶体。
实施例8
一种单独多孔球状的三水碳酸镁晶体的制备方法，包括以下步骤：
(1)以去离子水为溶剂，配制100mL1mol/L氯化镁溶液和100mL1mol/L碳酸铵溶液；在20℃下将氯化镁溶液和碳酸铵溶液混合，以10rpm的速率搅拌0.1h，得到反应液。
(2)将占氯化镁与碳酸铵固体总质量的质量百分数为15％的多糖加入到上述反应液中，得到含多糖反应液，本实施例的多糖采用葡聚糖。
(3)将含多糖反应液的反应器移入恒温水浴锅中加热，温度60℃，反应时间3h，得到含白色沉淀的悬浊液。
(4)将含白色沉淀的悬浊液抽滤、洗涤，获得滤饼；将滤饼在70℃烘干48h，产物为形态良好的多孔球状三水碳酸镁。
实施例9
一种制备棒状和多孔球状混合的三水碳酸镁晶体的方法，包括下述步骤：
(1)以去离子水为溶剂，配制200mL2mol/L氯化镁溶液和200mL 2mol/L的碳酸铵溶液；在20℃下将氯化镁溶液和碳酸铵溶液混合，以20rpm的速率搅拌0.1h，得到反应液。
(2)将占氯化镁与碳酸铵固体总质量的质量百分数为35％的多糖加入到两者反应液中，得到含多糖反应液，本实施例的多糖采用蔗糖。。
(3)将含多糖反应液的反应器移入恒温水浴锅中加热，温度40℃，反应时间20h，得到含白色沉淀的悬浊液。
(4)将含白色沉淀的悬浊液抽滤、洗涤，获得滤饼；将滤饼在60℃烘干64h，产物为形态良好棒状和多孔球状混合的三水碳酸镁晶体。
实施例10
一种单独多孔球状的三水碳酸镁晶体的制备方法，包括以下步骤：
(1)以去离子水为溶剂，配制50mL1mol/L氯化镁溶液和50mL1mol/L碳酸铵溶液；在20℃下将氯化镁溶液和碳酸铵溶液混合，以10rpm的速率搅拌0.1h，得到反应液。
(2)将占氯化镁与碳酸铵固体总质量的质量百分数为10％的多糖加入到上述反应液中，得到含多糖反应液，本实施例的多糖采用葡聚糖。
(3)将含多糖反应液的反应器移入恒温水浴锅中加热，温度55℃，反应时间6h，得到含白色沉淀的悬浊液。
(4)将含白色沉淀的悬浊液抽滤、洗涤，获得滤饼；将滤饼在70℃烘干48h，产物为形态良好的多孔球状三水碳酸镁。
实施例11
一种单独多孔球状的三水碳酸镁晶体的制备方法，包括以下步骤：
(1)以去离子水为溶剂，配制80mL0.7mol/L氯化镁溶液和80mL0.7mol/L碳酸铵溶液；在20℃下将氯化镁溶液和碳酸铵溶液混合，以10rpm的速率搅拌0.1h，得到反应液。
(2)将占氯化镁与碳酸铵固体总质量的质量百分数为12％的多糖加入到上述反应液中，得到含多糖反应液，本实施例的多糖采用葡聚糖。
(3)将含多糖反应液的反应器移入恒温水浴锅中加热，温度60℃，反应时间3h，得到含白色沉淀的悬浊液。
(4)将含白色沉淀的悬浊液抽滤、洗涤，获得滤饼；将滤饼在70℃烘干48h，产物为形态良好的多孔球状三水碳酸镁。
对比例1
一种制备棒状和多孔球状混合的三水碳酸镁晶体的方法，其具体步骤同实施例1，不同之处在于：
步骤(1)中，以摩尔比，氯化镁：碳酸铵＝1:1，称量原料，直接将氯化镁和碳酸铵加入至去离子水中，在20℃以20rpm的速率搅拌0.5h，得到反应液；
对采用该方法制备的棒状和多孔球状混合的三水碳酸镁晶体进行检测，其SEM图像如图10所示，由图10可知，数百个棒状对应6个多孔球。
对比例2
一种制备棒状三水碳酸镁晶体的方法，其具体步骤同实施例1，不同之处在于：
无步骤(2)过程，即不加入多糖，经过此实施例，制得的是纯棒状的三水碳酸镁晶体。
对比例3
一种制备棒状三水碳酸镁晶体的方法，其具体步骤同实施例1，不同之处在于：
步骤(3)中，搅拌速率为200rpm，制得的是纯棒状三水碳酸镁晶体。

Claims (10)

1.一种形貌可调的三水碳酸镁晶体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：
采用去离子水为溶剂，以氯化镁和碳酸铵为原料，将氯化镁配置成氯化镁溶液，将碳酸铵配置成碳酸铵溶液，然后将氯化镁溶液和碳酸铵溶液混合均匀后，得到反应液；
步骤2：
将多糖加入反应液中，得到含多糖反应液；其中，多糖占氯化镁和碳酸铵总质量的质量百分数为5％～50％；
步骤3：
将含多糖反应液置于0～75℃，反应2～26h，得到含白色沉淀的悬浊液；
步骤4：
将含白色沉淀的悬浊液固液分离，将固体产物洗涤，烘干，得到形貌可调的三水碳酸镁晶体。
2.根据权利要求1所述的形貌可调的三水碳酸镁晶体的制备方法，其特征在于，所述的步骤1中，氯化镁和碳酸铵的混合比例为化学反应计量比。
3.根据权利要求1所述的形貌可调的三水碳酸镁晶体的制备方法，其特征在于，所述的步骤1中，氯化镁溶液浓度为0.1～3mol/L，更优选为0.1～1mol/L；碳酸铵溶液浓度为0.1～3mol/L，更优选为0.1～1mol/L。
4.根据权利要求1所述的形貌可调的三水碳酸镁晶体的制备方法，其特征在于，所述的步骤1中，以10～150rpm的速率搅拌0～1h混合均匀。
5.根据权利要求1所述的形貌可调的三水碳酸镁晶体的制备方法，其特征在于，所述的步骤4中，烘干温度为50～90℃，烘干时间为12～48h。
6.一种形貌可调的三水碳酸镁晶体，其特征在于，采用权利要求1～5任意一项所述的制备方法制得，制备的形貌可调的三水碳酸镁晶体为棒状和多孔球状混合的三水碳酸镁晶体、或单独多孔球状的三水碳酸镁晶体中的一种。
7.权利要求6所述的形貌可调的三水碳酸镁晶体，其特征在于，所述的棒状和多孔球状混合的三水碳酸镁晶体，其形貌为棒状和多孔球状混合，结晶度为60％～85％，棒状长度为6μm～90μm，多孔球状平均直径为4～20μm，孔径为8～9nm，比表面积为6～9m2/g；棒状和多孔球状的数量比例为：棒状：多孔球状＝(0～7):(1～10)。
8.权利要求6所述的形貌可调的三水碳酸镁晶体，其特征在于，所述的单独多孔球状的三水碳酸镁晶体，其形貌为多孔球状，多孔球状的直径为8～10μm，孔径为8～9nm，比表面积为13～16m2/g。
9.一种棒状和多孔球状混合的三水碳酸镁晶体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)以去离子水为溶剂，配制0.1～3mol/L的氯化镁溶液，配制0.1～3mol/L的碳酸铵溶液；在10～20℃下将氯化镁溶液和碳酸铵溶液混合，以10～150rpm的速率搅拌0～1h，得到反应液；
(2)将占氯化镁与碳酸铵固体总质量的质量百分数为20％～50％，不包括20％的多糖加入至反应液中，得到含多糖反应液；
(3)将含多糖反应液的反应器移入恒温水浴锅中加热，反应温度0～75℃，不包括45～60℃，反应时间2～26h，不包括3～9h，得到含白色沉淀的悬浊液；
(4)将含白色沉淀的悬浊液抽滤、洗涤，得到滤饼；将滤饼烘干，产物为形态良好的棒状和多孔球状混合的三水碳酸镁晶体。
10.一种单独多孔球状的三水碳酸镁晶体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)以去离子水为溶剂，配制0.1～1mol/L的氯化镁溶液，配制0.1～1mol/L的碳酸铵溶液；在室温下将氯化镁溶液和碳酸铵溶液混合，以10～100rpm的速率搅拌0～0.5h，得到反应液；
(2)将占氯化镁与碳酸铵固体总质量的质量百分数为5％～20％多糖加入至反应液中，得到含多糖反应液；
(3)将含多糖反应液移入恒温水浴锅中加热，反应温度45～60℃，反应时间3～9h，得到含白色沉淀的悬浊液；
(4)将含白色沉淀的悬浊液抽滤、洗涤，得到滤饼；将滤饼烘干，产物为形态良好的单独多孔球状的三水碳酸镁晶体。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114084894A (zh) * 2021-12-08 2022-02-25 沈阳理工大学 基于葡萄糖合成的银柳状多孔三水碳酸镁晶体及其制法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4508690A (en) * 1979-06-20 1985-04-02 Sulzer Brothers Limited Method of producing very pure magnesium oxide
CN101259968A (zh) * 2007-03-07 2008-09-10 中国科学院过程工程研究所 使用碳酸铵从含氯化镁卤水中制备三水碳酸镁的方法
CN101613120A (zh) * 2009-07-29 2009-12-30 中国科学院青海盐湖研究所 球形、放射状碳酸镁及其制备方法
CN101830488A (zh) * 2010-02-02 2010-09-15 华东理工大学 一种棒状三水碳酸镁的制备方法
CN105197969A (zh) * 2015-10-21 2015-12-30 辽宁工程技术大学 一种毫米级放射状三水碳酸镁晶体的制备方法
CN105271322A (zh) * 2015-09-28 2016-01-27 辽宁工程技术大学 一种束状三水碳酸镁晶体的制备方法
CN113086997A (zh) * 2021-04-07 2021-07-09 山东理工大学 纳米棒阵列组装的大尺寸海胆球状三水碳酸镁和多孔氧化镁及其制备方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4508690A (en) * 1979-06-20 1985-04-02 Sulzer Brothers Limited Method of producing very pure magnesium oxide
CN101259968A (zh) * 2007-03-07 2008-09-10 中国科学院过程工程研究所 使用碳酸铵从含氯化镁卤水中制备三水碳酸镁的方法
CN101613120A (zh) * 2009-07-29 2009-12-30 中国科学院青海盐湖研究所 球形、放射状碳酸镁及其制备方法
CN101830488A (zh) * 2010-02-02 2010-09-15 华东理工大学 一种棒状三水碳酸镁的制备方法
CN105271322A (zh) * 2015-09-28 2016-01-27 辽宁工程技术大学 一种束状三水碳酸镁晶体的制备方法
CN105197969A (zh) * 2015-10-21 2015-12-30 辽宁工程技术大学 一种毫米级放射状三水碳酸镁晶体的制备方法
CN113086997A (zh) * 2021-04-07 2021-07-09 山东理工大学 纳米棒阵列组装的大尺寸海胆球状三水碳酸镁和多孔氧化镁及其制备方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
闫平科等: "反应物浓度对三水碳酸镁晶体生长形貌的影响研究" *
高玉娟等: "棒状形貌三水碳酸镁晶体结晶动力学研究" *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114084894A (zh) * 2021-12-08 2022-02-25 沈阳理工大学 基于葡萄糖合成的银柳状多孔三水碳酸镁晶体及其制法
CN114084894B (zh) * 2021-12-08 2023-10-03 沈阳理工大学 基于葡萄糖合成的银柳状多孔三水碳酸镁晶体及其制法

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