[發明專利]一種利用脂肪胺溶劑熱法制備多孔氧化鎂的方法

無效

• 申請號: 200910241869.4
• 申請日: 2009-12-11
• 公開（公告）號: CN101734691A
• 公開（公告）日: 2010-06-16
• 發明（設計）人: 戴洪興;趙振璇;袁靜;孟雪;夏云生;何洪
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: C01F5/02
• 分類號: C01F5/02
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 沈波

技術領域

本發明涉及到一種利用脂肪胺溶劑熱法制備多孔氧化鎂的方法， 具體涉及到利用十二胺作溶劑的溶劑熱法制備多孔氧化鎂的方法。

發明背景

氧化鎂用途廣泛，是一種在催化、油漆、耐高溫材料、超導材料 等領域的重要功能材料。氧化鎂可作為吸附劑去除水中有毒金屬離子 和污染性有機物，也可作為多相催化劑和載體。

制備氧化鎂的方法很多，主要包括焙燒法，硬模板法、水熱法、 醇熱法、回流法等。傳統的制備方法是采用焙燒碳酸鎂或硝酸鎂過程， 產生大量的CO₂、CO和NO_x，對大氣環境造成了巨大的不利影響，而 且所獲得的氧化鎂比表面積低。盡管近年來人們采用硬模板(如介孔 二氧化硅SBA-15、SBA-16和KIT-6，介孔碳CMK-3和CMK-5，以及聚 苯乙烯和聚甲基丙烯酸甲酯微球等)方法先后成功地制備出多孔氧化 鎂，但是該合成方法需要消耗大量的硬模板，成本高，目標產物的得 率低，因此不適于其工業化生產。而且，所使用的鎂源一般為硝酸鹽 或價格昂貴的醇鹽，勢必造成環境污染和增加生產成本。除了上述焙 燒法和硬模板法外，溶膠-凝膠法也可用于制備多孔氧化鎂。例如， Portillo等(R.Portillo，et?al.Langmuir，1996，12：40-44) 以價格昂貴的乙醇鎂為鎂源，調節溶液pH值并進行回流，經焙燒后 得到多孔氧化鎂。Gao等(C.Gao，et?al.Crystal?Growth?&?Design， 2008，8：3785-3790)采用水熱法，通過調節MgCl₂·4H₂O和NaHCO₃ 的濃度和水熱溫度及水熱時間，所得前驅物經焙燒后轉化成具有花狀 或片狀的介孔氧化鎂。最近，我們課題組采用以三嵌段共聚物P123 和聚乙二醇PEG為表面活性劑和以不規則無孔氧化鎂粒子為原料的 水熱法成功地合成出具有特定形貌的高比表面積(298m2/g)的氧化 鎂納微米粒子(戴洪興等，中國發明專利，ZL2006101144335；G.Wang， et?al.Inorganic?Chemistry，47，10：4015-4022)。

十二胺是一種有機脂肪胺，可用作表面活性劑來制備釩氧化物納 米管(L.I.Vera-Robles?and?A.Campero，J.Phys.Chem.C，2008， 112：19930-19933)、硅納米棒(A.T.Heitsch，et?al.Nano?Letters， 2009，9：3042-3047)、PbCl₂納米粒子(K.Naoe，J.Phys.Chem.C 2007，111，16249-16254)和Nb基過渡金屬介孔分子篩Nb-TMS(D.M. Antonelli，et?al.Inorganic?Chemistry，1996，35：3126-3136)。 然而，迄今為止尚無利用添加表面活性劑的脂肪胺(十二胺)溶劑熱 法制備多孔氧化鎂的文獻和專利報道。

發明內容

本發明的目的在于克服以上所述焙燒法，硬模板法、水熱法、醇 熱法、回流法所存在的污染環境、原料昂貴、目標產物得率低等缺點， 而提出一種利用脂肪胺溶劑熱法制備多孔氧化鎂的方法。

本發明采用聚乙二醇10000(PEG?10000)、十六烷基三甲基溴化 銨(CTAB)或三嵌段共聚物(P123)表面活性劑輔助的十二胺溶劑熱 法制備多孔氧化鎂，具體步驟如下：

(1)將表面活性劑PEG?10000、CTAB或P123加入到十二胺溶劑 中，表面活性劑的濃度控制在0.42mol/L，在35℃水浴中攪拌至完 全溶解，再加入不規則無孔氧化鎂粒子原料，氧化鎂和表面活性劑的 摩爾比為8∶10，在35℃水浴中繼續攪拌1h。

(2)將上述溶液轉移到裝有50mL的聚四氟乙烯內襯的自壓釜 (體積填充度為80％)中，在200-240℃恒溫處理6h，取出后讓其 自然冷卻到室溫。

(3)將所得混合物抽濾、用無水乙醇洗滌3-4次后，在相對濕 度為35-40％的條件下于室溫干燥。

(4)將所得白色粉末放入管式爐中，在空氣流(100mL/min) 中以1℃/min的升溫速率從室溫升至550℃并在該溫度下保持3h， 而后讓其自然冷卻至室溫，得到多孔氧化鎂納微米粒子。