熔盐法合成MgAl2O4的反应机制研究

来源 :东南大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:seankkk2000
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
熔盐法是目前合成无机粉体材料的重要方法之一,具有操作简便、合成温度较低、产物形貌可控、颗粒分散性好等优点,逐渐成为粉体合成的研究热点。但由于高温熔盐具有很强的腐蚀性,对其反应机制的研究缺乏有效手段,因此目前对熔盐法合成无机粉体的机制的研究尚不完善。现有的溶解-沉淀和溶解-扩散(模板反应)两种反应机制均是通过原料和产物的颗粒形貌和物相变化来解释的,对中间过程的研究较少,而且当原料颗粒的形貌在熔盐中发生很大变化时,基于颗粒形貌的解释更加难以令人信服。本文使用了自制的形貌规则的片状Al2O3、纳米MgO、立方块状MgO及不同镁盐为反应原料,分析了其在NaCl熔盐中不同反应阶段的产物,并根据分析结果探讨了熔盐法合成MgAl2O4的反应机制。本文使用自制的形貌规则的片状Al2O3和不同颗粒尺寸的MgO为原料,研究了不同温度熔盐反应产物的颗粒形貌及物相,并采用酸洗法对反应产物颗粒进行了解剖分析。研究发现,在熔盐中存在明显的颗粒运动现象,且颗粒运动对反应过程有很大影响:(1)以纳米级MgO为原料时,由于MgO颗粒尺寸较小,颗粒运动较明显,纳米MgO倾向于运动到片状Al2O3的表面,生成纳米MgO颗粒包裹片状Al2O3颗粒的状态,并在MgO和Al2O3颗粒的接触点反应形核生成MgAl2O4,产物颗粒的外形仍为片状,但颗粒表面存在大量凸起。此反应过程与现有的模板反应机制有很大不同;(2)当使用微米尺寸的立方块状MgO为原料时,由于MgO的颗粒尺寸较大,没有发现明显的MgO和Al2O3颗粒先接触后反应的过程,反应产物为表面粗糙的片状颗粒,但颗粒表面并没有明显的凸起。本文认为此时的反应机制更符合模板反应机制,即:大颗粒的MgO逐渐溶解在熔盐中以Mg2+的形式运动到Al2O3表面与其发生反应,MgO不断消耗直至反应完成。本文还研究了其他镁源与片状Al2O3在NaCl熔盐中的反应情况,分别选用了硝酸镁、硫酸镁和氯化镁为镁源。研究发现:(1)硝酸镁和硫酸镁在生成MgAl2O4之前就先分解成MgO,这两种镁盐与Al2O3的反应实际上是MgO与Al2O3的反应。而且,这两种镁盐分解成的MgO颗粒为纳米尺寸,MgO颗粒与片状Al2O3在NaCl熔盐中的反应过程符合本文所述的颗粒接触反应机制,即:MgO小颗粒运动到Al2O3片表面,并在接触点处反应形核。(2)氯化镁与Al2O3在NaCl熔盐中的反应过程较为复杂,有可能是氯化镁在NaCl熔化之前分解为大颗粒MgO,进而以溶解扩散反应机制与Al2O3反应;也有可能是氯化镁与NaCl共晶熔融后,熔盐中的镁离子直接与Al2O3发生反应。
其他文献
党的十八大召开以来,党和政府对创新创业教育十分重视,全国掀起了创新创业潮流,如何引导和教育大学生响应党和政府加入到创新创业大潮中来,培养他们的创新创业意识,完善我国
分析了开发深海油气资源是未来的发展趋势,对我国南海的地理特征和潜在的油气资源概况进行了概述,简单分析了开发南海油气资源所面临的一些挑战因素,综述了我国南海油气资源
由于深度学习的不断进步,极大的提升了各种计算机视觉技术的性能,人脸识别作为计算机视觉技术之一迅速发展,在军事、金融、电商、安全防务等领域有着广阔的应用前景。人脸识
三维点云数据处理技术是三维扫描测量系统、逆向工程软件、计算机图形学、计算机视觉以及机器人导航等领域中重要的核心部分,在诸多领域中有着广泛的应用。随着科学技术的进步发展,获取得到的点云数据是海量式的、单片式的以及离散式的,必须经过一连续的技术处理之后,才能够用于实际的应用场景中。三维点云数据处理技术成为解决当前在相关应用领域发展问题的瓶颈,开展对该技术的理论和方法研究一直是科研学者探讨的热点话题。课