專利名稱：一種制備Tasker Ⅲ型(111)晶面MgO的溶劑熱方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種制備Tasker III型(111)晶面MgO的制備方法，具體涉及中間體的合成、及其后處理制備Tasker III型(111)晶面MgO等過程。
背景技術：
Tasker III型極性表面一直是固體物理學家和表面科學家研究的一個熱門課題，除了其穩(wěn)定存在的機理和表面結(jié)構(gòu)本身引起很大的研究興趣而外，表面的吸附行為以及與·客體的相互作用也成為研究的重心。無論是表面科學的實驗研究，還是理論計算都顯示Tasker III型表面相對于其他表面具有很高的催化和表面活性，也可能會有更多的應用前景(Phys.Rev.B 2005，71，(11) ,9 ；Phys. Rev. Lett. 2003,90, (21) ,4.) 但是，這些研究都是在超高真空條件下，通過表面譜學方法得到的結(jié)論，由于壓力鴻溝和材料鴻溝的存在，在超聞真空條件下得到的結(jié)果往往和真實"[隹化劑有一定的差距(Phys. Rev. Lett. 1998,81,4891)。造成這個差距的原因在于，已有的合成方法不能得到高能的表面。具體到MgO，傳統(tǒng)的制備方法是通過Mg(0H)2*MgC03等鎂鹽的熱解，得到的MgO是以(100)面為主要表面的六方片狀結(jié)構(gòu)；通過化學氣相沉積可以得到納米級的MgO，控制其顆粒大小，但是得到的仍然是(100)面為主的方塊結(jié)構(gòu)(Angew. Chem. -1nt. Ed. 2005，44，(31)，4917-4920)。而通過氣凝膠技術制備的MgO也是以(100)表面為主的納米顆粒(Chem. Mater. 2002，14，(I),362-368)。而通過氣凝膠方法得到的MgO(Ill)納米薄片是一種優(yōu)良的Lewis堿催化劑，在Claisen-Schmidt縮合和生物柴油制備等反應中顯示了很高的催化活性。但是，以前的方法需要用鎂條在惰性氣氛下的甲醇解來制備前軀體甲醇鎂，并且需要用超臨界甲醇來處理，一方面高溫(245C)和高壓(80 120bar)的合成條件比較苛刻，另一方面，原料的價格昂貴且不易控制。在此，我們申請一種配體交換和酯化的方法來得到同樣結(jié)構(gòu)的MgO，通過乙酸鹽中乙酸根和甲醇的交換，先得到Mg(OH) (OCH3)，這一介穩(wěn)材料在熱分解后可以生成MgO(Ill)納米薄片結(jié)構(gòu)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出一種制備Tasker III型(111)晶面MgO的溶劑熱方法，通過此方法制備的MgO粉末具有片狀結(jié)構(gòu)，而其主要暴露表面為(111)面，具有很高的表面能和表面活性。與普通MgO相比，Tasker III型(111)晶面MgO由一層完全帶正電荷的Mg2+和一層完全帶負電荷的02_層疊而成。這樣，垂直于這個表面的方向上就會產(chǎn)生偶極，因而這種表面具有強極性，促使其與吸附的客體分子間具有很強的相互作用。本發(fā)明的技術解決方案和步驟如下(I)稱量乙酸鎂，并將它溶解在無水甲醇中形成溶液；(2)按照苯甲醇與乙酸鎂摩爾比1: 0.1 10，稱量苯甲醇，逐滴加入(I)中的溶液中持續(xù)攪拌2-3小時。(3)將(2)中的溶液轉(zhuǎn)移到到高壓釜中。然后將高壓釜置于烘箱中，控溫處理一定時間；(4)將(3)中處理得到的溶液進行抽濾、干燥，得到粉末。(5)將(4)中的粉末放置馬弗爐中高溫處理一定時間；


圖1 中間體 Mg (OH) (OCH3)的 XRD 2Mg0(lll)薄片與普通MgO的XRD3Mg0 (111)薄片透射電鏡TEM照片和選區(qū)電子衍射SAED圖
具體實施例方式下面結(jié)合實施例對本發(fā)明做進一步說明，但本發(fā)明的保護范圍并不限于此。實施例1稱取0. Olmo I的乙酸鎂，加入到IOOml的甲醇溶劑中，邊攪拌邊加入0. Olmo I的苯甲醇，均勻分散后，轉(zhuǎn)入容積為200ml的高壓反應釜中，放置于鼓風干燥箱中，溫度為180°C，晶化時間為20小時。取出反應釜，待冷卻后進行抽濾、干燥，放置于馬弗爐中進行焙燒，焙燒溫度為550°C，焙燒時間為4小時，得到MgO(Ill)粉末。實驗例2稱取0. 02mol的乙酸鎂，加入到IOOml的甲醇溶劑中，邊攪拌邊加入0. 02mol的苯甲醇，均勻分散后，轉(zhuǎn)入容積為200ml的高壓反應釜中，放置于鼓風干燥箱中，溫度為100°C，晶化時間為2天。取出反應釜，待冷卻后進行抽濾、干燥，放置于馬弗爐中進行焙燒，焙燒溫度為550°C，焙燒時間為4小時，得到MgO(Ill)粉末。實驗例3稱取0. 03mol的乙酸鎂，加入到IOOml的甲醇溶劑中，邊攪拌邊加入0. 03mol的苯甲醇，均勻分散后，轉(zhuǎn)入容積為200ml的高壓反應釜中，放置于鼓風干燥箱中，溫度為180°C，晶化時間為3天。取出反應釜，待冷卻后進行抽濾、干燥，放置于馬弗爐中進行焙燒，焙燒溫度為550°C，焙燒時間為6小時，得到MgO(Ill)粉末。實驗例4稱取0. 04mol的乙酸鎂，加入到IOOml的甲醇溶劑中，邊攪拌邊加入0. 04mol的苯甲醇，均勻分散后，轉(zhuǎn)入容積為200ml的高壓反應釜中，放置于鼓風干燥箱中，溫度為150°C，晶化時間為3天。取出反應釜，待冷卻后進行抽濾、干燥，放置于馬弗爐中進行焙燒，焙燒溫度為550°C，焙燒時間為6小時，得到MgO(Ill)粉末。實驗例5稱取0. 05mol的乙酸鎂，加入到IOOml的甲醇溶劑中，邊攪拌邊加入0. 05mol的苯甲醇，均勻分散后，轉(zhuǎn)入容積為200ml的高壓反應釜中，放置于鼓風干燥箱中，溫度為180°C，晶化時間為3天。取出反應釜，待冷卻后進行抽濾、干燥，放置于馬弗爐中進行焙燒，焙燒溫度為550°C，焙燒時間為6小時，得到MgO(Ill)粉末。
權(quán)利要求
1.一種制備TaskerIII型(111)表面MgO的方法,其特征在于包括如下步驟 (1)稱量乙酸鎂，并將它溶解在無水甲醇中形成溶液； (2)按照苯甲醇與乙酸鎂摩爾比1: 1，稱量苯甲醇，逐滴加入(I)中的溶液中持續(xù)攪拌2-3小時。
(3)將(2)中的溶液轉(zhuǎn)移到到高壓釜中。然后將高壓釜置于烘箱中，控溫處理一定時間； (4)將(3)中處理得到的溶液進行抽濾、干燥，得到粉末。
(5)將(4)中的粉末放置馬弗爐中高溫處理一定時間；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，苯甲醇的摩爾濃度范圍控制在O.1mol/L-0. 5mol/L ;乙酸鎂的濃度范圍控制在O. lmol/L-0. 5mol/L,；
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，苯甲醇與乙酸鎂的摩爾濃度比控制在I O.1 10 ;
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，高壓釜置于烘箱中的溫度控制100 2000C ;時間控制20-72小時；
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，粉末高溫處理的溫度控制在550°C;時間控制在4-6小時。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種制備Tasker Ⅲ型(111)晶面MgO的溶劑熱方法，我們通過苯甲醇控制首先生成具有一定晶體結(jié)構(gòu)的介穩(wěn)前軀體Mg(OH)(OCH3)，該過程在較溫和的者醇熱條件下實現(xiàn)，再經(jīng)熱分解Mg(OH)(OCH3)來得到具有(111)取向的MgO薄片結(jié)構(gòu)。
文檔編號C01F5/06GK102992359SQ201110272519
公開日2013年3月27日 申請日期2011年9月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月15日
發(fā)明者朱卡克, 周興貴, 肖海鵬 申請人:華東理工大學