纳米镁铝水滑石的合成、微结构及吸附性能研究

本文以硝酸镁、硝酸铝为原料,以碳酸钠和氢氧化钠为沉淀剂和pH值调节剂,采用液相沉淀法制备了纳米镁铝水滑石层状化合物(Mg-Al-LDHs),利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)及X射线能谱分析仪(EDS)系统比较研究了pH值、反应温度、镁铝比等条件对合成LDHs晶体微结构及晶体生长的影响,同时利用生长基元的配位体理论对其生长机理进行了初步探讨,在此基础上,以甲基橙(MO)模拟染料废水为吸附对象,考察了最佳条件下制备的LDHs培烧产物的吸附性能和吸附机理。研究结果表明:pH值、温度的增加有利于生成结构单一、结晶性、规整性较好的镁铝水滑石晶体,产物晶粒尺寸及径厚比呈增大趋向。当反应温度等于或大于80℃时,温度的升高对镁铝水滑石晶体的形态影响较小。镁铝比的改变对产物的物相影响较小,但影响产物的结晶及生长,当镁铝比为3∶1时,所得产物晶粒的规整度、均一性最好,尺寸约为70-100 nm,厚度为20 nm左右,镁铝比为1∶1时,晶粒粒径明显减小,约为30 nm左右。最佳条件下合成的纳米镁铝水滑石焙烧产物具有较好的吸附性能,随着时间的增加,吸附脱色率逐渐增加,当吸附时间达到70 min,LDO对染料的吸附逐渐达到饱和平衡,脱色率达到90%以上,吸附动力学研究表明LDHs对甲基橙的吸附过程更符合准一级动力学方程,其R2值更接近1,吸附等温线符合Langmuir模型。

纳米镁储氢材料吸放氢动力学性能的研究进展

综述近十年来国内外有关纳米镁储氢材料吸放氢动力学的研究现状和发展趋势.众多研究表明,应用高能球磨法制备纳米镁复合储氢材料,并以过渡金属氧化物为催化剂,或者用ABx型储氢合金与镁复合,都能显著改善镁的吸放氢动力学性能.

磁性纳米镁铝水滑石的合成研究

利用共沉淀法合成出磁性纳米镁铝水滑石 ,并借助于XRD ,TEM ,振动样品磁强计等手段研究了铁 (Ⅱ ) /镁摩尔比对水滑石结构和磁学性能的影响。

催化法制备纳米碳材料和纳米镁材料

使用催化法可以在（比较）和温和的条件下制备纳米碳材料和性能更加优异的纳米镁材料。使用Ｎｉ催化剂，ＣＨ４／Ｈ２＝９：１，在６００℃制得外径为４２￣１２ｎｍ，内径为１０￣３ｎｍ，长度为微米级的碳纳米管；在５００℃制得外径为８０￣４０ｎｍ、长度有数十微米的纳米级碳纤维；在ＣＨ４气氛、６００℃制得纳米级碳颗粒，其平均颗粒直径为８０ｎｍ，以ＴｉＣｌ４为催化剂母体，在常压、６０℃条件下制得纳米级氢化镁。

磁性纳米镁铝水滑石的合成及表征

将磁性物种与镁铝水滑石进行复合 ,利用共沉淀法合成出粒径为 2 0～ 5 0 nm磁性纳米镁铝水滑石。样品的 XRD及热分析结果表明 ,镁铝水滑石掺入磁性物种后并没有改变其层状结构和 2个阶段质量损失的典型特征。样品的磁学性能测试结果表明 ,样品的比饱和磁化强度随磁性物种含量的增加而线性递增 ,这为层状材料与磁性物种进行复合制备新型功能材料提供了实验依据。

纳米镁对水稻产量形成和氮素吸收利用的影响

【目的】探明纳米镁和离子镁对水稻产量、产量形成和氮素吸收利用的影响。【方法】以南粳9108为试验对象,设置了3个氮水平(0、180、270 kg/hm^(2))下不施镁肥和施用纳米镁或离子镁的盆栽试验。【结果】相同氮肥施用水平下,施用纳米镁和离子镁处理的水稻籽粒产量较不施镁处理均有所提高,且施用纳米镁处理的籽粒产量均高于施用离子镁处理,其原因在于施用纳米镁能够提高水稻生育后期叶面积指数、剑叶SPAD值、光合势和净光合速率,促进水稻生育后期光合物质的积累,获得更高的每穗粒数、结实率以及千粒重。相同氮肥施用水平下,与不施外源镁处理相比,离子镁和纳米镁的施用均提高了水稻各器官的氮浓度和氮积累量,并促进了氮肥偏生产力、氮素农学利用率、氮素生理利用率和氮素吸收利用率的提高。【结论】纳米镁较离子镁更有利于提高水稻灌浆期间的光合物质积累,促进水稻生产力和氮肥利用率的提高,可作为水稻绿色高效栽培的施肥措施。

共沉淀法制备纳米镁铬尖晶石粉体

镁铬尖晶石具有较高的熔点而被广泛应用于耐火材料中。而常规镁铬尖晶石粉体因烧结温度较高,铬蒸发而使得耐火材料的致密度难以提高。为改善镁铬耐火材料的烧结性能,进行了纳米镁铬尖晶石粉体的研究:以Cr(NO3)3,Mg(NO3)2,PEG-400和CO(NH2)2为原料,采用共沉淀法获得了铬酸镁纳米粉(nCr2O3∶nMgO=1∶1)的前驱体,经过超临界流体干燥(SCFD)制备出镁铬二元纳米气凝胶,经600℃煅烧后获得了纳米级立方相镁铬尖晶石粉体。经XRD,DSC-TG,BET和透射电镜分析,结果表明:前驱体纳米粉的比表面积为350～780m2/g,平均粒径为1～2nm,煅烧后的纳米粉的比表面积为36～65m2/g,平均粒径为5～10nm。

纳米镁合金块体的制备及其力学性能

通过氢化-歧化-脱氢-重组,结合放电等离子体烧结以及热挤压技术,获得了平均晶粒尺寸约15 nm的纳米晶镁合金块体。纳米晶AZ91镁合金棒材的力学性能表征显示其室温拉伸强度高达267 MPa,同时也表明当晶粒尺寸小于20 nm时纳米晶镁合金具有特殊的力学行为,证明了一种反Hall-Petch关系的存在。

微波合成纳米氧化镁实验教学的条件探究

将学科前沿、科研成果融入实验教学,充实更新现有的教学内容,对缩小教学与科研距离,提高学生创新能力和培养学生综合素质起着非常重要的作用。项目通过科教融合,设计了一个研究型综合化学实验项目——纳米氧化镁的合成及表征。项目设计过程中引入多功能微波合成仪,通过用X射线衍射、透射电子显微镜等表征技术从反应时长、反应物比例等多方面对反应条件进行探究,优化出了适合于本科实验课堂教学的反应方案。项目涉及多学科相关知识点,训练了学生综合运用多学科知识分析和解决问题的能力,并使他们的创新思维能力和综合素质得以提升。

掺镁纳米多孔钛涂层的生物特性及促成骨分化作用

目的:通过微弧氧化(micro-arc oxidation,MAO)将生物活性镁离子掺入纳米多孔钛基础涂层,探讨其物理特性及对成骨的影响。方法:通过改变MAO电解液成分,控制多孔钛涂层中掺镁量,制备非含镁和含镁钛多孔钛涂层(MAO、MAO-mg)。采用扫描电镜(SEM)、粗糙度及接触角和能量色散X射线光谱仪(EDS)对样品进行表征分析,电感耦合等离子体/光学发射光谱仪(ICP-OES)测定掺镁纳米多孔钛涂层的Mg^(2+)释放能力。通过活/死双染、CCK-8检测材料增殖-毒性,并使用FITC-鬼笔环肽通过染色β肌动蛋白,确定细胞骨架结构。通过茜素红(ARS)、碱性磷酸酶(ALP)染色及实时聚合酶链式反应(qRT-PCR)确定涂层对体外成骨分化的影响。采用SPSS 25.0软件包对数据进行统计学分析。结果:加入镁离子的MAO电解液不会改变多孔钛涂层物表面特征,MAO制备出的各组涂层具有相似的微孔结构(P>0.05),MAO处理组(MAO、MAO-mg)表面粗糙度和接触角无显著差异(P>0.05),但显著高于Ti组(P<0.05)。EDS及ICP分析显示,镁离子成功掺入并从材料中释放。活/死双染及细胞增殖测定显示,与Ti组相比,MAO处理组无毒(P>0.05),且随着细胞培养时间延长,MAO-mg显著促进细胞增殖(P<0.05)。MAO-mg组ALP、ARS染色效果显著高于其他组;qRT-PCR显示,MAO-mg组的Runx2 mRNA(P<0.05)、ALP(P<0.05)和骨钙素OCN(P<0.05)表达显著高于Ti、MAO组。结论:MAO成功制备含镁纳米多孔钛涂层,且表现出明显的促成骨分化作用。

以糠醛废水为助剂制备的纳米钛酸镁对铅、镉、镍的吸附性能

以糠醛废水、氧化镁和钛酸四丁酯为原料,采用溶胶-凝胶法制备纳米钛酸镁粉体,利用X射线衍射仪、扫描电镜和红外光谱仪对其进行表征,并研究其对铅、镉、镍离子的吸附性能。以镉离子为例,对吸附过程的热力学和动力学进行了探讨。结果表明:纳米钛酸镁粉体在pH为4~8的介质中,对水中的铅、镉和镍离子具有较强的吸附能力;吸附行为符合Langmuir等温方程和准二级动力学模型;吸附的重金属离子可用5 mL、浓度为0.5 mol/L硝酸溶液完全洗脱回收,富集因子高达50。将本文方法用于固相萃取富集-火焰原子吸收测定水样中铅、镉和镍离子,效果较好。

改性纳米氧化镁交联聚乙烯复合材料的制备及其电气性能研究

为提高交联聚乙烯(PE-XL)绝缘性能,以聚乙烯(PE)为基体,以改性后的MgO(MgO-NH_(2))为填料进行复配交联制备了PE-XL/MgO-NH_(2)纳米复合材料,对其热老化前后的电绝缘性能进行了研究,并与未改性的MgO交联聚乙烯复合材料(PE-XL/MgO)进行了对比研究。通过直流击穿强度、空间电荷和直流电导率来研究复合材料的绝缘性能。与未老化PE-XL/MgO相比,未老化PE-XL/MgO-NH_(2)纳米复合材料的直流击穿强度提高了20%,异质空间电荷积累可以忽略不计。热老化后,PE-XL/MgO和PE-XL/MgO-NH_(2)纳米复合材料的直流击穿强度分别较热老化前降低了38%和20%。此外,将MgO表面改性后制备的PE-XL/MgO-NH_(2)纳米复合材料比PE-XL/MgO具有更低的直流电导率。PE-XL/MgO-NH_(2)纳米复合材料在未老化条件下表现出较好的性能,且对热老化可能引起的劣化表现出更强的抑制作用。

水热法制备纳米氧化镁

以氯化镁与氨水为原料,聚乙二醇为分散剂,用水热法制备出纳米氧化镁。通过X射线衍射仪和扫描电子显微镜表征产物的晶体结构、显微形貌和颗粒尺寸,探讨了MgCl_(2)和氨水的摩尔比、反应温度、反应时间对前驱体的影响。对前驱体进行差热分析,研究前驱体煅烧温度和煅烧时间对纳米MgO的影响。结果表明:当MgCl_(2)和氨水的摩尔比为1.0:2.5,反应温度为200℃,反应时间为3.0 h,前驱体煅烧温度为600℃,煅烧时间为2.0 h时,得到的纳米MgO颗粒呈圆盘状,分散均匀,基本无团聚现象,颗粒直径约为100 nm,厚度最小约为10 nm。

超薄层羟镁铝石纳米片的制备和应用

羟镁铝石是水中有害阴离子组分的有效去除剂,且在处理过程中不引发二次污染,但难以经传统阴离子黏土合成技术制备。利用优化后机械化学方法合成了高纯羟镁铝石,并进一步通过片层剥离技术成功制备了超薄层羟镁铝石纳米片,避免了传统方法制备的羟镁铝石因颗粒团聚而吸附性能无法充分发挥的情况。文中尝试了6种分层剂(甲醇、乙醇、正丁醇、丙酮、天冬酰胺、甲酰胺),其中甲酰胺分层效果最佳,由其制备的超薄层羟镁铝石片层纤薄、孔隙发育,比表面积达163.3 m^(2)/g,对典型有害组分Cr(Ⅵ)、Sb(Ⅲ)、Sb(Ⅴ)的吸附容量则分别可达12.98、25.46、29.18 mg/L,显著高于未分层羟镁铝石及其他分层剂处理后的羟镁铝石。超薄层羟镁铝石纳米片在水污染处理领域有广阔应用前景。

包覆氧化镁碳纳米管增强AZ91复合材料摩擦磨损性能

采用粉末冶金+热挤压成形+T4热处理工艺制备包覆氧化镁碳纳米管(MgO coated CNTs, MgO@CNTs)增强的AZ91镁合金复合材料(AZ91-MgO@CNTs),研究干滑动摩擦条件下MgO@CNTs含量、不同载荷对AZ91-MgO@CNTs磨损面形貌、磨屑形貌和耐磨性能的影响。结果表明:MgO@CNTs能显著提高AZ91-MgO@CNTs的摩擦磨损性能,且随着MgO@CNTs含量的增加,对复合材料耐磨性能的增强效果呈现先增大后下降的趋势;与纯CNTs增强的镁合金复合材料(AZ91-CNTs)相比,AZ91-MgO@CNTs具有更小的摩擦因数和更低的磨损量,表明MgO@CNTs在改善镁合金耐磨性能方面更有优势;载荷较低时(10 N),AZ91-MgO@CNTs的磨损机制主要为磨粒磨损;当载荷为50 N时,AZ91-MgO@CNTs出现磨粒磨损、氧化磨损和黏着磨损三种磨损机制。

聚丁二酸-共-对苯二甲酸丁二醇酯/氧化镁复合薄膜的制备及性能

以聚丁二酸-共-对苯二甲酸丁二醇酯(PBST)为基体,纳米氧化镁(MgO NPs)为抗菌剂,通过溶剂挥发法制备了PBST/MgO纳米复合薄膜,并探讨了复合薄膜在食品包装中的应用。研究了MgO NPs对纳米复合薄膜的机械性能、水蒸汽透过率(WVP)、氧气透过率(OTR)和紫外阻隔性能的影响。结果表明:MgO NPs的加入改善了PBST基体的力学性能和阻隔性能。与PBST薄膜相比,复合膜的拉伸强度和断裂伸长率分别提高了43.7%和32.2%,水蒸汽透过率和氧气透过率分别降低了28.1%和23.6%,并具有良好的紫外阻隔性能。当MgO NPs质量含量为5%时,复合膜的性能最佳。

水热均匀沉淀法制备纳米氧化镁工艺参数研究

以氯化镁和碳酸氢铵为原料,采用水热均匀沉淀法制备了纳米氧化镁,研究了制备工艺参数对纳米氧化镁产率和粒径的影响,并对其形貌和红外吸收进行了表征。结果显示:通过控制工艺参数,可以得到分散性好、粒径较小且产率较高的纳米氧化镁粉体;最优化的工艺参数为沉淀剂与镁离子的摩尔比2:1、反应温度160℃、反应时间3h、煅烧温度600℃和煅烧时间1h。

以电解法氢氧化镁为原料制备纳米氧化镁

采用隔膜电解法以盐湖水氯镁石为原料制备前驱体Mg(OH)_(2),煅烧后制备纳米氧化镁,实现盐湖废弃资源的高值化利用.对Mg(OH)_(2)煅烧过程进行热解动力学解析,结合热解机理和速率,考察煅烧条件对MgO性能的影响.结果表明:煅烧温度升高,MgO的比表面积降低,活性先升高后降低,晶粒变大;煅烧时间延长,MgO的比表面积和活性降低,晶粒尺寸增大,结构变得致密;升温速率增大,MgO比表面积与活性均先增大后平缓,晶粒尺寸基本不变;MgO比表面积最大为29.3 m^(2)/g,CAA最小为66 s,晶粒尺寸最小为27.8 nm.

几种纳米氧化物杀菌能力的比较研究

纳米氧化物因具有优异的杀菌潜力广受瞩目,然而不同纳米氧化物的杀菌性能鲜有横向比较。该研究对纳米TiO2、纳米Al2O3、纳米MgO、纳米ZnO和纳米SiO25种常见纳米粒子的抗菌能力进行综合评估,测试菌株包括大肠杆菌、沙门氏菌、单核细胞增生李斯特菌和金黄色葡萄球菌。结果显示,纳米MgO表现出极强的杀菌效果,在1 mM浓度下,能有效杀死50%以上的细菌;而在5 mM浓度下,杀菌率高达90%以上。其次是纳米ZnO,对细菌也具有较强的杀菌作用。尤其对革兰氏阴性菌,纳米MgO和纳米ZnO的杀菌效果更为显著。纳米TiO2和纳米Al2O3虽然显示一定的杀菌潜力,但效果较弱。另外,SiO2纳米粒子未表现出任何杀菌能力。该研究对不同纳米氧化物的杀菌性能进行全面的比较分析,实验结果可为开发新型高效杀菌剂和抑菌材料提供有益的参考。

纳米MgO对聚苯乙烯基相变复合纤维形貌及热学性能的影响

采用静电纺丝法制备负载不同含量纳米氧化镁(MgO)的聚苯乙烯(PS)基复合纤维膜作为支撑材料,以癸酸-月桂酸-棕榈酸(CLP)三元低共熔物为固-液相变储能材料,通过物理吸附法制备CLP/PS/MgO相变复合纤维膜,研究了纳米MgO含量对相变复合纤维膜形貌结构、储热性能以及热稳定性的影响。结果表明:静电纺PS/MgO复合纤维膜呈现三维网络结构特征,纤维呈圆柱形且表面光滑,表明纳米MgO与PS相容性良好,随着纳米MgO含量的增加,纤维的平均直径呈先增大后减小的趋势,纤维平均直径在1.35~1.82μm之间,CLP三元低共熔物可以很好地封装在复合纤维膜中。热稳定性能分析结果表明CLP/PS/MgO相变复合纤维膜的熔化温度约为20℃,结晶温度约为10℃,相变焓为106~124kJ/kg,适用于储能调温纺织品以及建筑节能领域。纳米MgO的加入对相变复合纤维的相变温度没有显著影响,相变焓略微下降,热稳定性明显提高。