1. 研究目的与意义
碱式硫酸镁晶须亦称硫氧镁晶须(mhsh),外观为白色粉末,是一种新型的针状短纤维增强材料,力学性能优异,强度高、模量高和电气性能好。除此之外,硫氧镁晶须还具有良好的阻燃效果,可用于塑料、橡胶、树脂等基体的增强阻燃材料。但是由于碱式硫酸镁晶须具有较大的比表面积及较高的长径比,因此在制备中易发生团聚,从而影响其应用。 同时,由于无机粉体与聚合物基体表面亲和力较差,导致由硫氧镁晶须与有机材料复合而成的复合基材料的剪切强度较低。因此,对碱式硫酸镁晶须的制备工艺及性能进行改进具有积极的意义。
目前合成碱式硫酸镁晶须多以氢氧化镁或者氢氧化钠与硫酸镁为原料,原料成本较高。利用低品位的菱镁矿、白云石矿、白钠镁矾、苦卤等矿物作为原料制备碱式硫酸镁晶须是环境友好的方法。
本课题主要利用氧化镁脱硫废水为原料,用水热合成法合成碱式硫酸镁晶须,以期变废为宝,减少废水的排放,保护环境。
2. 研究内容和预期目标
(1)以氧化镁脱硫废水为原料,采用无模板水热法一步合成碱式硫酸镁(mhsh,mgso4·5mg(oh)2·2h2o)晶须。
(2)利用x射线衍射(xrd)、差热-热重分析(tg-dta)、扫描电子显微镜(sem)和透射电子显微镜(tem)等分析手段对晶须合成过程中温度和时间诱导的相变、形态演化和生长机理等进行系统研究。
(3)用kh550等偶联剂对mhsh晶须进行表面改性,提高其与高分子的相容性。
3. 研究的方法与步骤
1、水热合成碱式硫酸镁晶须
称取一定量的氧化镁脱硫废水,加入500ml烧杯中,加入一定量的mgso4溶液和固 体naoh在一定转速、温度以下反应一段时间。反应结束后将料浆用适合的筛子过滤将 过滤后的料浆转移至高压反应釜中。调节好高压反应釜的转速、温度以及反应时间。 反应结束后,自然冷却至室温,过滤、洗涤、干燥。
用控制变量法调节反应各项条件制出碱式硫酸镁晶须供后续分析。
4. 参考文献
[1]赵敏,张文帅,李昊霖.硫酸镁为原料制备碱式硫酸镁晶须的研究进展[j].化工管理,2016,(36):23.
[2]赵斌,张成意,邵朵朵,曹吉林.硫酸镁为原料制备碱式硫酸镁晶须的研究[j].河北工业大学学报,2016,(05):74-80.
[3]郭涛,杨红健,何祯辉,蔡晓森.碱式硫酸镁晶须的制备及改性研究进展[j].无机盐工业,2016,(09):1-4 9.
5. 计划与进度安排
(1)第3周~第4周,查阅资料,准备开题报告,论文翻译;
(2)第5周~第8周,实验、设计、计算;
(3)第9周~第13周,实验、设计,整理数据,计算绘图;
