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新型氧化镁的制备及其性能研究

新型氧化镁的制备及其性能研究

  • 作者
  • 郑亚君 、张智平 著

《新型氧化镁的制备及其性能研究》是作者多年研究工作的成果总结。本书较为详尽地介绍了不同形貌氧化镁的制备过程,对制备出的各种形貌的氧化镁进行了表征,并探讨了其在社会生活中的实际用途。 本书可作为从事无机氧化物材料研究工作者的参考书籍,同时也可以为污水处理中颜料的吸附和降解提供一定的参考意义。


  • ¥88.00

ISBN: 978-7-122-40003-1

版次: 1

出版时间: 2022-01-01

图书介绍

ISBN:978-7-122-40003-1

语种:汉文

开本:16

出版时间:2022-01-01

装帧:平

页数:133

编辑推荐

《新型氧化镁的制备及其性质研究》是作者多年研究工作的成果总结。本书较为详尽地介绍了不同形貌氧化镁的制备过程,对制备出的各种形貌的氧化镁进行了表征,并探讨了其在社会生活中的实际用途。

图书前言

氧化镁由于具有独特的禁带宽度(7.8eV)、较高的热稳定性和表面碱性等特点,已被广泛应用于半导体器件、耐火材料、高温超导产品和催化等诸多领域。近年来,大量研究表明氧化镁的形貌与其性能密切相关。尽管现今已有很多关于不同形貌氧化镁的合成及其吸附和催化性能的文献,但是所报道的氧化镁大多制备工艺烦琐、耗时、耗力,无法完全满足吸附和催化等方面的需求。
本著作所采用共沉淀法制备氧化镁,具有操作简单、原料易得、容易实现大规模生产等优点。随着共沉淀过程反应条件(反应温度、搅拌时间、陈化时间、加入诱导晶种等)的变化,其相应产物的形貌也随之发生着较大的变化,因而可以合成粒径分布均一且形貌可控的球形、针状、片状、梯形、棒状、鸟巢状、花状等不同形貌的氧化镁颗粒。利用热重分析(TG)、扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、氮气物理吸附等技术详细表征了所制备MgO的物理化学性质,监测了其生成过程,同时也对焙烧后氧化镁的不同性能进行了考察。
通过表征,系统考察了平行四边形MgO前驱体MgC2O4·2H2O的形貌演化过程。在较低的温度和pH条件下,容易生成针状的MgCO·xH2O;相反,在较高的温度和pH条件下,容易生成片状或由片状结构组装而成、具有规则形貌结构的Mg5(CO3)4(OH)2·4H2O颗粒,例如鸟巢状、类球形颗粒等。除了棒状氧化镁外,在梯形和球形氧化镁的合成过程中,加入少量硅酸钠同样可以提高材料的吸附性能。不同形貌MgO作为甘油和碳酸二甲酯反应生成碳酸甘油酯体系的催化剂时,梯形MgO效果最佳。通过不同形貌氧化镁对刚果红染料的吸附研究,发现当Na2C2O4和K2CO3的比例为1∶4时制备的MgO对刚果红染料的吸附性能达到最佳。在棒状氧化镁合成过程中,添加少量磷酸钠、三聚磷酸钠和多聚磷酸钠,同样也可以提高氧化镁对刚果红的吸附性能,但是氟化钠和草酸钠的加入不利于棒状氧化镁对刚果红吸附性能的提高。
感谢西安石油大学优秀学术著作出版基金的资助,感谢陕西省重点研发计划项目(编号2021GY-247)的经费资助。本著作第一章由张智平撰写,其余部分为郑亚君撰写。在数据整理过程中,得到多位研究生的大力支持和帮助,在此深表感谢。
鉴于作者经验和水平有限,书中难免存在疏漏和不足之处,敬请各位专家和读者批评指正。

著者
2021年6月

作者简介

郑亚君,博士,西安石油大学,副教授,承担的科研项目如下:
【1】国家自然科学基金青年项目“汽油辛烷值的快速质谱分析方法研究”, 编号 51672165,负责人。
【2】陕西省教育厅“新型氧化镁整体柱的制备研究”,负责人。
【3】西安市科技局项目“基于纳升喷雾食用植物油质谱检测技术研究” ,负责人。
【4】社会攻关计划“食品中有毒有害化合物快速检测技术研究”,负责人。                       【5】国家自然科学基金面上项目“气溶胶颗粒中有机化合物的快速质谱分析方法研究”,编号21777218,参与人。
【6】国家自然科学基金面上项目“化学反应中间体的快速质谱方法研究”,编号21575112,参与人。
【7】陕西省工业科技攻关项目“新型氧化镁的制备及催化性能研究”,编号2016GY-231,参与人。
承担的教学任务:
(1)本科生普通化学教学;
(2)本科生应用化学专业英语教学;
(3)本科生普通化学实验课程。
(4)研究生化学专业外语。

精彩书摘

《新型氧化镁的制备及其性能研究》是作者多年研究工作的成果总结。本书较为详尽地介绍了不同形貌氧化镁的制备过程,对制备出的各种形貌的氧化镁进行了表征,并探讨了其在社会生活中的实际用途。
本书可作为从事无机氧化物材料研究工作者的参考书籍,同时也可以为污水处理中颜料的吸附和降解提供一定的参考意义。

目录

第1章 绪论1
1.1 氧化镁材料的研究意义 1
1.2 氧化镁材料的研究内容 1
1.2.1 氧化镁材料的制备方法 1
1.2.2 氧化镁材料的应用 6
1.2.3 共沉淀法制备氧化镁 9
1.2.4 氧化镁材料性能分析方法 10
参考文献 13

第2章 水合碳酸镁变化规律的研究17
2.1 水合碳酸镁的研究意义 17
2.2 温度对水合碳酸镁的影响 18
2.2.1 不同温度条件下水合碳酸镁的制备 18
2.2.2 反应温度对水合碳酸镁形貌的影响 18
2.2.3 不同反应温度制备的水合碳酸镁的FT-IR 分析 19
2.3 pH 对水合碳酸镁性能的影响 22
2.3.1 不同pH 下水合碳酸镁的制备 22
2.3.2 反应起始溶液pH 对产物形貌的影响 22
2.3.3 不同反应pH 制备产物的FT-IR 分析 24
参考文献 29

第3章 类球形水合碳酸镁的制备与表征及其生成过程的研究31
3.1 单分散微球的研究意义 31
3.2 类球形氧化镁前驱体水合碳酸镁的生成过程及性能表征 31
3.2.1 类球形氧化镁前驱体水合碳酸镁的生成过程 31
3.2.2 类球形氧化镁前驱体水合碳酸镁及其焙烧产物氧化镁的性能表征 32
3.3 小结 44
参考文献 45

第4章 晶种诱导共沉淀法制备单分散氧化镁微球及其性质研究47
4.1 晶种诱导的研究意义 47
4.2 样品的制备 47
4.2.1 氧化镁前驱体及氧化镁样品的制备 47
4.2.2 单分散氧化镁微球的制备 48
4.3 单分散氧化镁微球的性能表征 49
4.3.1 XRD 分析 49
4.3.2 TG 分析 49
4.3.3 物理吸附分析 51
4.3.4 色谱性能的考察 51
4.3.5 反应条件对单分散氧化镁前驱体和焙烧后产物的影响 53
4.3.6 单分散氧化镁微球的N2 物理吸附及对碱性化合物分离性能的研究 61
4.3.7 不同条件下氧化镁微球对苯胺衍生物分离性能的考察 67
参考文献 69

第5章 平行四边形氧化镁介晶材料的可控合成及性能研究72
5.1 平行四边形氧化镁介晶材料的研究意义 72
5.2 平行四边形氧化镁的制备与表征 73
5.2.1 氧化镁的制备 73
5.2.2 平行四边形氧化镁的性能测试 73
5.3 小结 81
参考文献 82

第6章 棒状氧化镁吸附性能的研究83
6.1 棒状氧化镁的研究意义 83
6.2 棒状氧化镁的制备 83
6.3 棒状氧化镁的表征 85
6.3.1 表征所用仪器 85
6.3.2 吸附性能测试原理 86
6.3.3 棒状氧化镁合成过程中的影响因素分析 86
6.3.4 棒状氧化镁的吸附性能分析 99
6.4 小结 104
参考文献 104

第7章 不同形状氧化镁催化性能研究106
7.1 氧化镁的催化前景 106
7.2 不同形貌氧化镁的制备 107
7.3 催化实验条件及色谱检测 107
7.4 不同形貌氧化镁的表征及其性能分析 108
7.4.1 不同形貌氧化镁的扫描电镜图 108
7.4.2 不同形貌氧化镁的催化性能及其表征 109
7.4.3 反应参数的影响 113
7.4.4 再生性能研究 116
7.5 小结 118
参考文献 119

第8章 氧化镁的形态演变及性能研究122
8.1 氧化镁形态演变的意义 122
8.2 样品的制备 123
8.2.1 梯形MgC2O4·2H2O 和棒状MgCO3 的制备 123
8.2.2 草酸钠和碳酸钾不同比例混合制备氧化镁前驱体 123
8.3 梯形和棒状氧化镁的表征及性能评价 123
8.3.1 样品表征条件 123
8.3.2 梯形MgC2O4·2H2O 和棒状MgCO3 的特征 124
8.3.3 草酸钠和碳酸钾不同比例混合制备出氧化镁前驱体的SEM 表征 125
8.3.4 草酸钠和碳酸钾不同比例混合制备氧化镁前驱体的热重和XRD 分析 126
8.3.5 不同形貌MgO 催化性能评价 129
8.3.6 吸附性能评价 130
8.4 小结 131
参考文献 132

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