CN114084894A - 基于葡萄糖合成的银柳状多孔三水碳酸镁晶体及其制法 - Google Patents

基于葡萄糖合成的银柳状多孔三水碳酸镁晶体及其制法 Download PDF

Info

Publication number
CN114084894A
CN114084894A CN202111491165.XA CN202111491165A CN114084894A CN 114084894 A CN114084894 A CN 114084894A CN 202111491165 A CN202111491165 A CN 202111491165A CN 114084894 A CN114084894 A CN 114084894A
Authority
CN
China
Prior art keywords
magnesium carbonate
glucose
willow
silver
carbonate trihydrate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202111491165.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN114084894B (zh
Inventor
王余莲
刘珈伊
时天骄
李闯
王琪浩
张俊
朱益斌
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shenyang Ligong University
Original Assignee
Shenyang Ligong University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shenyang Ligong University filed Critical Shenyang Ligong University
Priority to CN202111491165.XA priority Critical patent/CN114084894B/zh
Publication of CN114084894A publication Critical patent/CN114084894A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN114084894B publication Critical patent/CN114084894B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01F—COMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
    • C01F5/00—Compounds of magnesium
    • C01F5/24—Magnesium carbonates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2002/00—Crystal-structural characteristics
    • C01P2002/70—Crystal-structural characteristics defined by measured X-ray, neutron or electron diffraction data
    • C01P2002/72—Crystal-structural characteristics defined by measured X-ray, neutron or electron diffraction data by d-values or two theta-values, e.g. as X-ray diagram
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00—Particle morphology
    • C01P2004/01—Particle morphology depicted by an image
    • C01P2004/03—Particle morphology depicted by an image obtained by SEM
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00—Particle morphology
    • C01P2004/10—Particle morphology extending in one dimension, e.g. needle-like
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/12—Surface area
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/16—Pore diameter
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/80—Compositional purity

Abstract

一种基于葡萄糖合成的银柳状多孔三水碳酸镁晶体及其制法，属于无机微纳米材料的制备领域。基于葡萄糖合成的银柳状多孔三水碳酸镁晶体，其形貌为棒状三水碳酸镁晶体表面生长有多孔球状三水碳酸镁晶体，其中，多孔球状三水碳酸镁晶体由多个由厚度为纳米尺度的片状晶体构成。该方法以氯化镁和碳酸盐为原料，葡萄糖为添加剂，在水溶液中，通过反应工艺参数，合成了银柳状多孔三水碳酸镁晶体，其结晶好，纯度高，力学稳定性好，孔结构有利于传质，具有复杂的分级结构、丰富的吸附活性位点、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。

Description

基于葡萄糖合成的银柳状多孔三水碳酸镁晶体及其制法
技术领域
本发明属于无机微纳米材料的制备技术领域，具体涉及一种基于葡萄糖合成的银柳状多孔三水碳酸镁晶体及其制法。
背景技术
三水碳酸镁是一种重要的水合碳酸镁，受热分解生成水蒸气、二氧化碳和不燃氧化镁，具有优良的阻燃性，可作为塑料、橡胶、胶黏剂等高聚物基复合材料的环境友好型阻燃填料。由于优异的力学性能，三水碳酸镁晶体被广泛应用于塑料、橡胶、油墨、涂料等高分子材料的增强与改性。因三水碳酸镁晶型好，纯度高，通过控制反应条件，可获得氧化镁、碳酸镁、硝酸镁、碱式碳酸镁等精细氯化镁产品。
CO2矿化不仅是一种无害环境、无泄漏的CO2平衡技术，而且是一种经济可行的CO2减排工艺，将大气中的CO2捕获并储存在对环境友好的三水碳酸镁晶体中，不仅绿色环保还可获得高附加值的产品。
结合三水碳酸镁的优点和CO2矿化技术的可行性，具有生产成本低，制备条件温和的三水碳酸镁的应用前景十分广阔。
无机多孔材料是材料领域的研究热点之一，已报道的有SiO2、ZnO、CdSe、ZnMn2O4、MgO、Mn3O4、TiO2等多孔材料。多孔材料具有比表面积大、内部孔道发达等特点，在化工催化、光电材料、能源储存与转化等领域已得到广泛应用，进行功能多孔材料的研究和开发已经成为当代科学研究的热点。
目前，有关三水碳酸镁的研究主要集中在棒状、放射状、束状及不规则块状等简单一维结构的制备。由于合成的三水碳酸镁晶体形貌较为简单，其相应的功能也会较为单一，制约了三水碳酸镁多功能化应用。若能制备出多维度的多孔三水碳酸镁晶体，其功能更加多样化，将极大地提高产品附加值、拓宽其应用领域。与棒状、放射状、束状等单一形貌的三水碳酸镁晶体相比，多孔三水碳酸镁晶体具有更大的比表面积、多活性吸附位点、良好的力学性能等优异特性；其具有丰富的开口结构，有利于传质，在气体与金属离子的捕获、环保催化、光催化等领域将发挥重要作用，极大地促进了三水碳酸镁晶体高效、高值地进行多功能化应用。
目前有关三水碳酸镁晶体的制备，主要为简单的一维棒状、束状、放射状结构；复杂多孔结构镁盐的制备主要集中在多孔棒状与玫瑰花状碱式碳酸镁、多孔球状无水碳酸镁与氧化镁等镁盐产品。而不同形貌的产品，其性能均有所不同，为了拓宽三水碳酸镁的应用领域，更多形貌的三水碳酸镁需要被探究。
发明内容
针对当前现有技术的提出的问题，本发明提供了一种基于葡萄糖合成的银柳状多孔三水碳酸镁晶体及其制法。该制备方法是通过在反应过程中，使得溶液中已生成的棒状三水碳酸镁晶体经溶解再结晶过程，在其表面生长出由纳米片组装的次级多孔结构的球状三水碳酸镁晶体，形成了类似银柳状形貌的多孔三水碳酸镁晶体，棒状和多孔球状的结合使三水碳酸镁具有多维度。该方法以氯化镁和碳酸盐为原料，葡萄糖为添加剂，在水溶液中，通过调控氯化镁与碳酸盐的摩尔比、反应液温度、葡萄糖用量和反应时间等，合成了银柳状多孔三水碳酸镁晶体。
根据现有多孔球状三水碳酸镁具有流体阻力小、结构均匀、过滤性好等特性，但其力学稳定性却不如棒状、束状和放射状三水碳酸镁晶体的问题。本发明制备出柳状多孔三水碳酸镁晶体，能同时具备两者的优异性能。经多次实验，采用本方法制备出银柳状多孔三水碳酸镁晶体，其结晶好，纯度高，力学稳定性好，孔结构有利于传质，具有复杂的分级结构、丰富的吸附活性位点、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。
为实现上述目的本发明采用的技术方案是：
本发明的基于葡萄糖合成的银柳状多孔三水碳酸镁晶体，其形貌为棒状三水碳酸镁晶体表面生长有多孔球状三水碳酸镁晶体，所述的棒状三水碳酸镁晶体的长度为微米尺度；所述的多孔球状三水碳酸镁晶体由多个由厚度为纳米尺度的片状晶体构成；棒状三水碳酸镁上孔隙率为0％，银柳状多孔三水碳酸镁晶体的孔隙率为0.3～1.5％，从而形成分级多孔结构；
基于葡萄糖合成的银柳状多孔三水碳酸镁晶体的比表面积为6～12g/m2，孔径为15～19nm，休止角为25～40°，结晶度为65～80％。
所述的棒状三水碳酸镁晶体的长度为10～240μm，直径为5～20μm，所述的多孔球状三水碳酸镁晶体平均直径为5～20μm。
本发明的基于葡萄糖合成的银柳状多孔三水碳酸镁晶体的制备方法，为采用氯化镁、碳酸盐为原料，以葡萄糖为添加剂，在25～70℃下反应，得到悬浊液，固液分离，烘干，得到基于葡萄糖合成的银柳状多孔三水碳酸镁晶体。
所述的基于葡萄糖合成的银柳状多孔三水碳酸镁晶体的制备方法，具体包括以下步骤：
步骤1：
采用去离子水为溶剂，以氯化镁和碳酸盐为原料，加入葡萄糖为添加剂，以搅拌速率为10～50r/min，搅拌时间为1～10min混合均匀，得到反应液；按摩尔比，氯化镁：碳酸盐＝(1～2)：(1～2)；
步骤2：
将反应液置于25～70℃，反应1～8h，得到悬浊液；
步骤3：
将悬浊液，固液分离，对固相物质洗涤，烘干，得到基于葡萄糖合成的银柳状多孔三水碳酸镁晶体。
所述的步骤1中，作为优选，氯化镁配置成氯化镁溶液，氯化镁溶液的摩尔浓度为0.05～1.5mol/L；
碳酸盐选用铵类碳酸盐或铵类碳酸盐和其他碳酸盐的混合物；所述的铵类碳酸盐为碳酸铵和/或碳酸氢铵，其他碳酸盐为碳酸钠、碳酸氢钠或碳酸钾中的一种或多种；
碳酸盐配置成碳酸盐溶液，碳酸盐溶液的摩尔浓度为0.05～1.5mol/L；
所述的步骤1中，葡萄糖的加入量为氯化镁质量的10～100％。
所述的葡萄糖可以直接加入，也可以在20～40℃温水水浴下将葡萄糖配制成0.01～0.25g/mL糖溶液加入。
所述的步骤3中，固液分离优选为抽滤。
所述的步骤3中，烘干的烘干温度为50～90℃，烘干时间为12～48h。
采用本发明的基于葡萄糖合成的银柳状多孔三水碳酸镁晶体及其制法，其有益效果在于：
1、本发明是一种银柳状多孔三水碳酸镁晶体的可调控工艺，可根据市场需求调节生产方案，制备银柳状形貌的多孔三水碳酸镁晶体产品，提高企业的竞争力；比如，通过调整反应时间，则得到光滑棒状三水碳酸镁晶体。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。
2、采用本发明的方法制备出的银柳状多孔三水碳酸镁，产物结晶好，纯度高，比表面积比单纯棒状晶体大，具有复杂的多孔分级结构、多吸附活性位点、大比表面积等优点，表现了更优异的性能，可在生物制药载体、废水处理、化工催化等领域发挥重要作用。
3、采用本发明的方法，通过调控原料的配比、反应温度，葡萄糖用量等控制成核过程。溶质离子反应形成纳米片。纳米片在螺位错机制下形成一维棒状、束状、放射状三水碳酸镁晶体。其尖端存在螺旋位错形成的台阶源，溶质离子通过表面扩散迁移到晶体尖端，为晶体尖端的螺旋位错提供生长养分。晶体可在远低于二维成核临界驱动力的情况下继续生长沿一维方向延伸。根据之前研究可知，在不添加添加剂的情况下，棒状、束状、放射状晶体在较高温度(70℃)时，才会溶解，并发生物相转变。而加入葡萄糖后，晶体表面溶解温度降低，但从图2可知，其物相组成并未改变；葡萄糖会吸附在棒状晶体表面，使大尺寸棒状晶体表面“破碎”为小尺寸纳米片。纳米片在葡萄糖作用下，纳米片之间聚集排列，依靠外延生长形成具有分级结构的多孔球状三水碳酸镁晶体。葡萄糖在促进晶体溶解的同时，也会抑制内部不稳定物质完全被消耗。最终，形成银柳状多孔三水碳酸镁(其生长示意图见图3)。
附图说明
图1为本发明基于葡萄糖合成的银柳状多孔三水碳酸镁晶体的制备方法的工艺流程图；
图2为采用本发明方法，所制备的银柳状多孔三水碳酸镁晶体的XRD图谱；
图3为本发明方法制备的银柳状多孔三水碳酸镁晶体的生长示意图；
图4为采用本发明方法，实施例1所制备的维度银柳状多孔三水碳酸镁晶体的的SEM图谱；其中，(a)为低倍SEM图谱；(b)为高倍SEM图谱；
图5为采用本发明方法，实施例2所制备的团簇的银柳状多孔三水碳酸镁晶体的的SEM图谱；其中，(a)为低倍SEM图谱；(b)为高倍SEM图谱；
图6为采用本发明方法，实施例3所制备的团簇的银柳状多孔三水碳酸镁晶体的的SEM图谱；其中，(a)为低倍SEM图谱；(b)为高倍SEM图谱；
图7为采用本发明方法，实施例4所制备的银柳状多孔三水碳酸镁晶体的的SEM图谱；其中，(a)为低倍SEM图谱；(b)为高倍SEM图谱。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明。
以下提供本发明一种基于葡萄糖合成的银柳状多孔三水碳酸镁晶体的制备方法的具体实施方式如图1所示。
一种基于葡萄糖合成的银柳状多孔三水碳酸镁晶体的制备方法，包括以下步骤：
(1)按摩尔比，碳酸铵：氯化镁＝(1～2)：(1～2)；称量物料，再根据葡萄糖占氯化镁的质量百分比为10～100％称量葡萄糖，采用去离子水为溶剂，分别将称量的物料配制成0.05～1.5mol/L氯化镁溶液，配制成0.05～1.5mol/L碳酸盐溶液，在20～40℃温水水浴下将葡萄糖配制成0.01～0.25g/mL糖溶液。
(2)将碳酸铵溶液加入到氯化镁溶液中，然后再将葡萄糖加入到混合溶液中，再以10～50r/min的搅拌速率搅拌1～10min，得到反应液。
(3)将反应液移入反应器中，再将反应器置于恒温水浴锅中进行加热,反应温度25～70℃，反应时间1～8h，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，产物为形态良好的多孔球状三水碳酸镁晶体。
实施例1
一种基于葡萄糖合成的银柳状多孔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150mL的0.2mol/L氯化镁溶液，150mL的0.2mol/L碳酸铵溶液，葡萄糖的添加量为氯化镁质量的50％。
(2)将碳酸铵溶液加入到氯化镁溶液中，然后再将葡萄糖加入到混合溶液中，再以30r/min的搅拌速率搅拌5min，得到反应液。
(3)将含糖溶液的反应液的反应器移入恒温水浴锅中加热，反应温度60℃，反应时间2.5h，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24h，获得多维银柳状三水碳酸镁晶体。
对制备的银柳状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4。
图1可以看出，产物全部衍射峰与三水碳酸镁标准特征峰(MgCO3·3H2O，JCPDS 70-1433)一致，衍射峰强度高，基底平滑，无其他杂质峰出现，说明产物全都为MgCO3·3H2O。
图4可以看出，产物中存在由棒状与多孔球状组成的银柳状三水碳酸镁晶体。棒晶体表面较为粗糙，其长度为240μm，直径为20μm。多孔球嵌入在棒状晶体表面，其由纳米片交叉排列而成，平均直径为10μm。
棒状三水碳酸镁上孔隙率为0％，银柳状多孔三水碳酸镁晶体的孔隙率为0.7％，从而形成分级多孔结构；
基于葡萄糖合成的银柳状多孔三水碳酸镁晶体的比表面积约为9.8g/m2，孔径为15.3nm，休止角为35.5°，结晶度为76％。
实施例2
一种基于葡萄糖合成的银柳状多孔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的0.5mol/L氯化镁溶液，100mL的0.5mol/L碳酸铵溶液与100mL的0.2mol/L碳酸钠溶液，葡萄糖的添加量为氯化镁质量的84％；
(2)将碳酸铵溶液与碳酸钠溶液依次加入到氯化镁溶液中，然后再将葡萄糖加入到混合溶液中，再以50r/min的搅拌速率搅拌1min，得到反应液。
(3)将含糖反应液的反应器移入恒温水浴锅中加热，反应温度50℃，反应时间1.5h，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20h，获得银柳状三水碳酸镁晶体。
其SEM图见图5，由图可见，银柳状三水碳酸镁晶体之间团簇、聚集，晶体表面较为粗糙，嵌入大量多孔球与玫瑰花球，直径为5～15μm。
棒状三水碳酸镁上孔隙率为0％，银柳状多孔三水碳酸镁晶体的孔隙率为1.5％，从而形成分级多孔结构；
基于葡萄糖合成的银柳状多孔三水碳酸镁晶体的比表面积为11.27g/m2，孔径为18.8nm，休止角为25.7°，结晶度为65％。
实施例3
一种基于葡萄糖合成的银柳状多孔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200mL的1.5mol/L氯化镁溶液，100mL的1.5mol/L碳酸铵溶液与100mL的0.15mol/L碳酸氢铵溶液，葡萄糖的添加量为氯化镁质量的14％。
(2)将碳酸铵溶液和碳酸氢铵溶液依次加入到氯化镁溶液中，然后再将葡萄糖加入到混合溶液中，再以10r/min的搅拌速率搅拌5min的时间，得到反应液。
(3)将含糖反应液的反应器移入恒温水浴锅中加热，反应温度30℃，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90℃烘干12h，获得多孔球状三水碳酸镁晶体。
其SEM图见图6。由图可见，产物为银柳状三水碳酸镁晶体，夹杂少量破碎的不规则晶体。棒的长度为10～200μm，直径5～10μm；纳米片之间不规排列形成多孔球，其平均直径为18～20μm。
棒状三水碳酸镁上孔隙率为0％，银柳状多孔三水碳酸镁晶体的孔隙率为1％，从而形成分级多孔结构；
基于葡萄糖合成的银柳状多孔三水碳酸镁晶体的比表面积为10.2g/m2，孔径为16.7nm，休止角为32.8°，结晶度为72％。
实施例4
一种基于葡萄糖合成的银柳状多孔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150mL的1mol/L氯化镁溶液，100mL的0.5mol/L碳酸氢铵溶液与100mL的0.3mol/L碳酸铵溶液，葡萄糖的添加量为氯化镁质量的10.5％，在20℃温水水浴下将其配制0.25g/mL的葡萄糖溶液。
(2)将碳酸铵和碳酸钠的混合溶液加入到氯化镁溶液中，然后再将糖溶液加入到混合溶液中，再以10r/min的搅拌速率搅拌4min的时间，得到反应液。
(3)将含糖反应液的反应器移入恒温水浴锅中加热，反应温度40℃，反应时间7h，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90℃烘干12h，获得银柳状三水碳酸镁晶体。
其SEM图见图7。产物为银柳状的三水碳酸镁晶体，其形貌为棒状三水碳酸镁晶体表面有多孔球状三水碳酸镁晶体。棒状三水碳酸镁晶体晶体表面较为粗糙，可以观察到棒状三水碳酸镁晶体晶体表面出现明显的台阶，其长度为36～45μm，直径为8μm。在棒状三水碳酸镁晶体晶体表面不同位置长出多孔球状三水碳酸镁晶体，多孔球状三水碳酸镁晶体由纳米片交叉排列而成，平均直径为10μm。
棒状三水碳酸镁上孔隙率为0％，银柳状多孔三水碳酸镁晶体的孔隙率为0.32％，从而形成分级多孔结构；
基于葡萄糖合成的银柳状多孔三水碳酸镁晶体的比表面积为7.5g/m2，孔径为17.1nm，休止角为39.5°，结晶度为65％。
实施例5
一种基于葡萄糖合成的银柳状多孔三水碳酸镁晶体的制备方法，包括以下步骤：
(1)采用去离子水为溶剂，以氯化镁溶液和碳酸盐为原料，葡萄糖为添加剂，将氯化镁溶液和碳酸盐分别配制成溶液，在温水水浴下将葡萄糖配制成葡萄糖溶液。
其中，氯化镁溶液浓度为0.15mol/L；碳酸盐溶液中采用的碳酸盐为碳酸铵和碳酸钠的混合溶液，其中，碳酸铵的摩尔浓度为1.5mol/L，碳酸钠的摩尔浓度为0.15mol/L；在25℃温水水浴下配制0.01g/mL葡萄糖溶液。
(2)将0.02L碳酸铵溶液、0.2L碳酸钠溶液和0.2L氯化镁溶液混合中，然后再将0.11L葡萄糖溶液加入到混合溶液中，再以20r/min搅拌速率搅拌8min，得到反应液。
(3)将反应液移入反应器中，再将反应器置于恒温水浴锅中，在50℃下进行加热，反应4h后，得到含白色沉淀的悬浊液。
(4)将含白色沉淀的悬浊液抽滤，对固体产物洗涤，在55℃烘干，烘干时间为24h，获得三水碳酸镁晶体。
对比例1
一种三水碳酸镁晶体的制备，同实施例1，不同之处在于，未添加葡萄糖为添加剂，则得到的三水碳酸镁晶体形貌为光滑棒状。
说明葡萄糖对银柳状三水碳酸镁晶体的制备有重要调控作用。
对比例2
一种三水碳酸镁晶体的制备，同实施例1，不同之处在于，步骤(3)中，反应液温度为70℃，产物物相组成会发生改变，则得到球状碱式碳酸镁晶体，分析可能是温度升高会使亚稳态的三水碳酸镁晶体转变为更稳定的碱式碳酸镁晶体。
对比例3
一种三水碳酸镁晶体的制备方法，同实施例1，不同之处在于，步骤(2)中，搅拌时间为90min，则得到的三水碳酸镁晶体形貌为棒状，分析可能是搅拌会阻碍纳米片组装成多孔球且还可能对已生成多孔球状三水碳酸镁晶体的孔结构造成破坏。
对比例4
一种三水碳酸镁晶体的制备方法，同实施例1，不同之处在于，步骤(3)中，反应时间为30min，则所得产物形貌为纳米片状，分析原因可能是反应时间太短，还未生成三水碳酸镁晶体，所得产物为纳米片状物质。
对比例5
一种三水碳酸镁晶体的制备方法，同实施例1，不同之处在于，步骤(1)中，将氯化镁、碳酸盐和葡萄糖作为原料，按配比加入去离子水混合，则因为氯化镁瞬间放热，使反应液沸腾，会导致反应物中出现碱式碳酸镁等其他镁盐产品，从而产物纯度降低。
对比例6
一种三水碳酸镁晶体的制备方法，同实施例1，不同之处在于，氯化镁和碳酸盐的摩尔比为1:10，则所得产物为光滑棒状三水碳酸镁晶体，分析原因，可能是过量的碳酸根会加快反应向正向进行生成光滑棒状三水碳酸镁晶体，葡萄糖还未参与多孔结构的调控，反应就已经结束。
对比例7
一种三水碳酸镁晶体的制备方法，同实施例1，不同之处在于，采用的碳酸盐为碳酸钠，则所得产物为光滑棒状三水碳酸镁晶体，分析原因，可能是溶液中铵根离子水解促进葡萄糖对多孔结构构筑过程的调控。
对比例8
一种三水碳酸镁晶体的制备方法，同实施例1，不同之处在于，采用的镁盐为菱镁矿煅烧、水化、碳化后的碳酸氢镁溶液，采用的碳酸盐为碳酸铵，则所得产物为光滑棒状三水碳酸镁晶体与单独分散的极少量多孔球状三水碳酸镁晶体，多孔球与光滑棒的数量比≈1:20，分析原因，可能是碳酸氢镁溶液极不稳定，室温下就可以在短时间内析出晶体。因此，很难形成银柳状三水碳酸镁晶体。

Claims (10)

1.一种基于葡萄糖合成的银柳状多孔三水碳酸镁晶体，其特征在于，该基于葡萄糖合成的银柳状多孔三水碳酸镁晶体的形貌为棒状三水碳酸镁晶体表面生长有多孔球状三水碳酸镁晶体，所述的棒状三水碳酸镁晶体的长度为微米尺度；所述的多孔球状三水碳酸镁晶体由多个由厚度为纳米尺度的片状晶体构成；棒状三水碳酸镁上孔隙率为0％，银柳状多孔三水碳酸镁晶体的孔隙率为0.3～1.5％，从而形成分级多孔结构。
2.根据权利要求1所述的基于葡萄糖合成的银柳状多孔三水碳酸镁晶体，其特征在于，所述的基于葡萄糖合成的银柳状多孔三水碳酸镁晶体的比表面积为6～12g/m2，孔径为15～19nm，休止角为25～40°，结晶度为65～80％。
3.根据权利要求1所述的基于葡萄糖合成的银柳状多孔三水碳酸镁晶体，其特征在于，所述的棒状三水碳酸镁晶体的长度为10～240μm，直径为5～20μm，所述的多孔球状三水碳酸镁晶体平均直径为5～20μm。
4.权利要求1～3任意一项所述的基于葡萄糖合成的银柳状多孔三水碳酸镁晶体的制备方法，其特征在于，采用氯化镁、碳酸盐为原料，以葡萄糖为添加剂，在25～70℃下反应，得到悬浊液，固液分离，烘干，得到基于葡萄糖合成的银柳状多孔三水碳酸镁晶体。
5.根据权利要求4所述的基于葡萄糖合成的银柳状多孔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，以氯化镁和碳酸盐为原料，加入葡萄糖为添加剂，以搅拌速率为10～50r/min，搅拌时间为1～10min混合均匀，得到反应液；按摩尔比，氯化镁：碳酸盐＝(1～2)：(1～2)；
步骤2：
将反应液置于25～70℃，反应1～8h，得到悬浊液；
步骤3：
将悬浊液，固液分离，对固相物质洗涤，烘干，得到基于葡萄糖合成的银柳状多孔三水碳酸镁晶体。
6.根据权利要求5所述的基于葡萄糖合成的银柳状多孔三水碳酸镁晶体的制备方法，其特征在于，所述的步骤1中，氯化镁配置成氯化镁溶液，氯化镁溶液的摩尔浓度为0.05～1.5mol/L；
和/或，碳酸盐选用铵类碳酸盐或铵类碳酸盐和其他碳酸盐的混合物；
和/或，所述的铵类碳酸盐为碳酸铵和/或碳酸氢铵，其他碳酸盐为碳酸钠、碳酸氢钠或碳酸钾中的一种或多种；
和/或，碳酸盐配置成碳酸盐溶液，碳酸盐溶液的摩尔浓度为0.05～1.5mol/L。
7.根据权利要求5所述的基于葡萄糖合成的银柳状多孔三水碳酸镁晶体的制备方法，其特征在于，所述的步骤1中，葡萄糖的加入量为氯化镁质量的10～100％。
8.根据权利要求5所述的基于葡萄糖合成的银柳状多孔三水碳酸镁晶体的制备方法，其特征在于，所述的葡萄糖直接加入，或在20～40℃温水水浴下将葡萄糖配制成0.01～0.25g/mL糖溶液加入。
9.根据权利要求5所述的基于葡萄糖合成的银柳状多孔三水碳酸镁晶体的制备方法，其特征在于，所述的步骤3中，固液分离为抽滤。
10.根据权利要求5所述的基于葡萄糖合成的银柳状多孔三水碳酸镁晶体的制备方法，其特征在于，所述的步骤3中，烘干的烘干温度为50～90℃，烘干时间为12～48h。
CN202111491165.XA 2021-12-08 2021-12-08 基于葡萄糖合成的银柳状多孔三水碳酸镁晶体及其制法 Active CN114084894B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111491165.XA CN114084894B (zh) 2021-12-08 2021-12-08 基于葡萄糖合成的银柳状多孔三水碳酸镁晶体及其制法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111491165.XA CN114084894B (zh) 2021-12-08 2021-12-08 基于葡萄糖合成的银柳状多孔三水碳酸镁晶体及其制法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN114084894A true CN114084894A (zh) 2022-02-25
CN114084894B CN114084894B (zh) 2023-10-03

Family

ID=80306870

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202111491165.XA Active CN114084894B (zh) 2021-12-08 2021-12-08 基于葡萄糖合成的银柳状多孔三水碳酸镁晶体及其制法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN114084894B (zh)

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3037754A1 (de) * 1980-10-06 1982-04-22 Kali Und Salz Ag, 3500 Kassel Verfahren zur herstellung von magnesiumcarbonat-trihydrat
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
CN102597127A (zh) * 2009-11-03 2012-07-18 Omya发展股份公司 沉淀的碳酸镁
US20140004347A1 (en) * 2009-11-10 2014-01-02 Michael Pohl Precipitated magnesium carbonate
CN107285347A (zh) * 2017-08-17 2017-10-24 沈阳理工大学 一种利用菱镁矿制备多孔球状碱式碳酸镁晶体的方法
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
CN113353960A (zh) * 2021-07-27 2021-09-07 沈阳理工大学 一种形貌可调的三水碳酸镁晶体及其制备方法

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3037754A1 (de) * 1980-10-06 1982-04-22 Kali Und Salz Ag, 3500 Kassel Verfahren zur herstellung von magnesiumcarbonat-trihydrat
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
CN102597127A (zh) * 2009-11-03 2012-07-18 Omya发展股份公司 沉淀的碳酸镁
US20140004347A1 (en) * 2009-11-10 2014-01-02 Michael Pohl Precipitated magnesium carbonate
CN107285347A (zh) * 2017-08-17 2017-10-24 沈阳理工大学 一种利用菱镁矿制备多孔球状碱式碳酸镁晶体的方法
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
CN113353960A (zh) * 2021-07-27 2021-09-07 沈阳理工大学 一种形貌可调的三水碳酸镁晶体及其制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
邵平平;李志宝;密建国;: "碳酸镁水合物在283～363K范围内的晶体组成及晶型", 过程工程学报, vol. 9, no. 03, pages 520 - 525 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN114084894B (zh) 2023-10-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100865422B1 (ko) 나노 크기 결정을 가지는 금속산화물 입자의 생성방법
CN107837816B (zh) Fe2O3/g-C3N4复合体系及制备方法和应用
CN102030348B (zh) 一种连续化制备氢氧化镁阻燃剂设备和方法
CN103922378B (zh) 利用石膏制备高纯度亚稳态球霰石碳酸钙的方法
CN112875755A (zh) 一种钨酸铋纳米粉体的制备方法
CN101219801A (zh) 纳米阻燃级氢氧化镁制备方法
CN104495884B (zh) 碱式碳酸镁及其制备方法
CN101172628B (zh) 纳米MgO/Mg(OH)2复合粉体的制备方法
CN113860341A (zh) 一种高纯片状勃姆石及其制备方法
CN114084894B (zh) 基于葡萄糖合成的银柳状多孔三水碳酸镁晶体及其制法
CN101880057B (zh) 一种形貌可控的高纯度板钛矿型二氧化钛的制备方法
CN105253863B (zh) 一种利用蒸发溶剂引导晶面控制合成高比表面积六方氮化硼的工艺
CN115417446B (zh) 钛酸锶微纳结构花球的制备方法及其产品
CN113353960B (zh) 一种形貌可调的三水碳酸镁晶体及其制备方法
Shi et al. Facile synthesis of micro-mesoporous alumina-zirconia nanocrystals with tailoring texture
CN109704402A (zh) 一种室温稳定的超细均匀立方二氧化锆纳米晶体材料的合成方法
CN110965122B (zh) 一种层状八面体文石晶体的制备方法及所得产品
CN108423713B (zh) 一种钛酸锰纳米片材料的制备方法及应用
CN106745210A (zh) 一种Li掺杂SrTiO3表面多孔纳米颗粒的制备方法及产物
CN113292092A (zh) 一种高镁方解石的制备方法
CN108906026B (zh) 基于混合稀土碳酸盐的镧铈共掺杂氧化钛材料及制备方法
CN1299866C (zh) 纤维状镍粉和氧化亚镍粉的制备方法
CN116474760B (zh) 层状钙钛矿型SrBi4-xLaxTi4O15光催化剂及其制备方法和应用
CN115092966B (zh) 一种用于甲苯催化燃烧的三维片层结构的混相MnO2的制备方法
CN112846222B (zh) 一种花状Bi/Bi2WO6纳米材料的制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant