專利名稱：具有微米/納米復(fù)合結(jié)構(gòu)的MgO顆粒及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于無機(jī)材料技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及具有微米/納米復(fù)合結(jié)構(gòu)的MgO顆粒及其制備方法。
背景技術(shù)：
MgO是一種重要的無機(jī)化工產(chǎn)品，可用于耐火材料、冶金、橡膠、油漆、造紙等工業(yè)領(lǐng)域。與普通MgO材料相比，納米MgO具有更大的比表面積和特殊的物理性質(zhì)，可用作抗菌材料、催化劑載體、吸波材料、橡膠和塑料的添加劑等。在實(shí)際應(yīng)用中，納米MgO存在的主要問題之一是:容易發(fā)生團(tuán)聚和吸附，流動性差，不便于處理和使用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的之一是提供具有微米/納米復(fù)合結(jié)構(gòu)的MgO顆粒。本發(fā)明的目的 之二是提供一種具有微米/納米復(fù)合結(jié)構(gòu)的MgO顆粒的制備方法。本發(fā)明的具有微米/納米復(fù)合結(jié)構(gòu)的MgO顆粒是在粒徑為微米的MgO顆粒的表面包覆有大小為納米尺寸的MgO納米片，所述的MgO納米片的厚度為IOnm彡厚度彡lOOnm。所述的具有微米/納米復(fù)合結(jié)構(gòu)的MgO顆粒的形貌近似為球形。由所述的具有微米/納米復(fù)合結(jié)構(gòu)的MgO顆粒組成的粉體，其粉體的比表面積大于20m2/g。所述的具有微米/納米復(fù)合結(jié)構(gòu)的MgO顆粒的粒徑為10 μ m彡粒徑彡100 μ m。本發(fā)明的具有微米/納米復(fù)合結(jié)構(gòu)的MgO顆粒的制備方法包括以下步驟:(I)以普通商用粒徑為微米的MgO粉末為原料，將MgO原料粉末與無水乙醇混合制成漿料，其中漿料中的MgO原料粉末所占的重量百分?jǐn)?shù)為30%彡重量百分?jǐn)?shù)彡70% ;然后采用噴霧干燥的方法進(jìn)行造粒，得到造粒粉末；(2)將步驟(I)得到的造粒粉末通過送粉器送入氧炔焰中，造粒粉末受熱被全部或部分熔融之后，噴淬到水中進(jìn)行冷卻，得到表面包覆有大小為納米尺寸的Mg(OH)2納米片的MgO顆粒(該表面包覆有大小為納米尺寸的Mg(OH)2納米片的MgO顆粒中的MgO顆粒的粒徑基本保持MgO原料粉末的微米粒徑)，所述的Mg(OH)2納米片的厚度為IOnm <厚度^ IOOnm ；(3)將步驟(2)得到的表面包覆有Mg(OH)2納米片的MgO顆粒，在溫度不低于300V且不高于500°C的溫度范圍內(nèi)煅燒0.5^2小時(shí)，得到具有微米/納米復(fù)合結(jié)構(gòu)的MgO顆粒。所得具有微米/納米復(fù)合結(jié)構(gòu)的MgO顆粒的粒徑為10 μ m <粒徑< 100 μ m。所述的表面包覆有大小為納米尺寸的Mg(OH)2納米片的MgO顆粒的形貌近似為球形。本發(fā)明將粒徑為微米的MgO原料粉末進(jìn)行造粒之后，采用火焰噴淬方法制備出表面包覆有大小為納米尺寸的Mg(OH)2納米片的形貌近似為球形的MgO顆粒，再經(jīng)煅燒處理得到具有微米/納米復(fù)合結(jié)構(gòu)的MgO顆粒。由這種具有微米/納米復(fù)合結(jié)構(gòu)的MgO顆粒組成的粉體，既具有較大的比表面積，又具備良好的流動性，有助于解決納米MgO不便處理和使用的問題。本發(fā)明的具有微米/納米復(fù)合結(jié)構(gòu)的MgO顆?？蓱?yīng)用于污水處理、催化劑載體、橡膠和塑料的添加劑等領(lǐng)域。


圖1.本發(fā)明實(shí)施例1所制備的具有微米/納米復(fù)合結(jié)構(gòu)的MgO顆粒的SEM照片。(a)為低倍SEM照片，顯示出顆粒形態(tài)的具有微米/納米復(fù)合結(jié)構(gòu)的MgO顆粒的形貌近似為球形；(b)為高倍SEM照片，顯示出包覆在MgO顆粒表面的MgO納米片。
具體實(shí)施例方式為了能更好地理解本發(fā)明，下面結(jié)合具體實(shí)施例進(jìn)一步闡明本發(fā)明的內(nèi)容，但本發(fā)明不僅僅局限于下面所列舉的實(shí)施例。實(shí)施例1.
( I )以普通商用粒徑為微米的MgO粉末為原料，將MgO原料粉末與無水乙醇混合制成漿料，其中漿料中的MgO原料粉末所占的重量百分?jǐn)?shù)為50% ;然后采用噴霧干燥的方法進(jìn)行造粒，得到造粒粉末；( 2 )將步驟(I)得到的造粒粉末通過送粉器送入氧炔焰中，造粒粉末受熱被全部或部分熔融之后，噴淬到水中進(jìn)行冷卻，得到表面包覆有大小為納米尺寸的Mg(OH)2納米片的形貌近似為球形的MgO顆粒，所述的Mg(OH)2納米片的厚度為2(T80nm ；(3)將步驟(2)得到的表面包覆有Mg(OH)2納米片的MgO顆粒，在溫度為350°C下煅燒I小時(shí)，得到具有微米/納米復(fù)合結(jié)構(gòu)的MgO顆粒。由圖1的SEM觀察顯示出，最終得到的具有微米/納米復(fù)合結(jié)構(gòu)的MgO顆粒形態(tài)的形貌呈近似球形，粒徑為15 70 μ m,顆粒表面包覆有大小為納米尺寸的MgO納米片，納米片的厚度為2(T80nm。比表面積的測試表明，由上述具有微米/納米復(fù)合結(jié)構(gòu)的MgO顆粒組成的粉體，其比表面積為25m2/g。實(shí)施例2.
( I)以普通商用粒徑為微米的MgO粉末為原料，將MgO原料粉末與無水乙醇混合制成漿料，其中漿料中的MgO原料粉末所占的重量百分?jǐn)?shù)為30% ;然后采用噴霧干燥的方法進(jìn)行造粒，得到造粒粉末；( 2 )將步驟(I)得到的造粒粉末通過送粉器送入氧炔焰中，造粒粉末受熱被全部或部分熔融之后，噴淬到水中進(jìn)行冷卻，得到表面包覆有大小為納米尺寸的Mg(OH)2納米片的形貌近似為球形的MgO顆粒，所述的Mg(OH)2納米片的厚度為l(T60nm ；(3)將步驟(2)得到的表面包覆有Mg(OH)2納米片的MgO顆粒，在溫度為300°C下煅燒2小時(shí)，得到具有微米/納米復(fù)合結(jié)構(gòu)的MgO顆粒。最終得到的具有微米/納米復(fù)合結(jié)構(gòu)的MgO顆粒形態(tài)的形貌呈近似球形，粒徑為25 100 μ m，顆粒表面包覆有大小為納米尺寸的MgO納米片，納米片的厚度為l(T60nm。比表面積的測試表明，由上述具有微米/納米復(fù)合結(jié)構(gòu)的MgO顆粒組成的粉體，其比表面積為28m2/g。實(shí)施例3.
( I)以普通商用粒徑為微米的MgO粉末為原料，將MgO原料粉末與無水乙醇混合制成漿料，其中漿料中的MgO原料粉末所占的重量百分?jǐn)?shù)為70% ;然后采用噴霧干燥的方法進(jìn)行造粒，得到造粒粉末；(2)將步驟(I)得到的造粒粉末通過送粉器送入氧炔焰中，造粒粉末受熱被全部或部分熔融之后，噴淬到水中進(jìn)行冷卻，得到表面包覆有大小為納米尺寸的Mg(OH)2納米片的形貌近似為球形的MgO顆粒，所述的Mg(OH)2納米片的厚度為2(Tl00nm ；(3)將步驟(2)得到的表面包覆有Mg(OH)2納米片的MgO顆粒，在溫度為500°C下煅燒0.5小時(shí)，得到具有微米/納米復(fù)合結(jié)構(gòu)的MgO顆粒。最終得到的具有微米/納米復(fù)合結(jié)構(gòu)的MgO顆粒形態(tài)的形貌呈近似球形，粒徑為1(Γ50 μ m，顆粒表面包覆有大小為納米尺寸的MgO納米片，納米片的厚度為2(Tl00nm。比表面積的測試表明，由上述具有微米/納米復(fù)合結(jié)構(gòu)的MgO顆粒組成的粉體，其比表面積為2 lm2/g0·
權(quán)利要求
1.一種具有微米/納米復(fù)合結(jié)構(gòu)的MgO顆粒，其特征是:所述的具有微米/納米復(fù)合結(jié)構(gòu)的MgO顆粒是在粒徑為微米的MgO顆粒的表面包覆有大小為納米尺寸的MgO納米片，所述的MgO納米片的厚度為IOnm彡厚度彡lOOnm。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有微米/納米復(fù)合結(jié)構(gòu)的MgO顆粒，其特征是:所述的具有微米/納米復(fù)合結(jié)構(gòu)的MgO顆粒的形貌近似為球形。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的具有微米/納米復(fù)合結(jié)構(gòu)的MgO顆粒，其特征是:所述的具有微米/納米復(fù)合結(jié)構(gòu)的MgO顆粒的粒徑為10 μ m <粒徑< 100 μ m。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的具有微米/納米復(fù)合結(jié)構(gòu)的MgO顆粒，其特征是:由所述的具有微米/納米復(fù)合結(jié)構(gòu)的MgO顆粒組成的粉體，其粉體的比表面積大于20m2/g。
5.一種根據(jù)權(quán)利要求Γ3任意一項(xiàng)所述的具有微米/納米復(fù)合結(jié)構(gòu)的MgO顆粒的制備方法，其特征是，所述的方法包括以下步驟: (1)以粒徑為微米的MgO粉末為原料，將MgO原料粉末與無水乙醇混合制成漿料，其中漿料中的MgO原料粉末所占的重量百分?jǐn)?shù)為30% <重量百分?jǐn)?shù)< 70% ;然后采用噴霧干燥的方法進(jìn)行造粒，得到造粒粉末； (2)將步驟(I)得到的造粒粉末通過送粉器送入氧炔焰中，造粒粉末受熱被全部或部分熔融之后，噴淬到水中進(jìn)行冷卻，得到表面包覆有大小為納米尺寸的Mg(OH)2納米片的MgO顆粒，所述的Mg(OH)2納米片的厚度為IOnm彡厚度彡IOOnm ； (3)將步驟(2)得到的表面包覆有Mg(OH)2納米片的MgO顆粒，在溫度不低于300°C且不高于500°C的溫度范圍內(nèi)煅燒0.5^2小時(shí)，得到具有微米/納米復(fù)合結(jié)構(gòu)的MgO顆粒。
6.根據(jù)權(quán)利要 求5所述的制備方法，其特征是:所述的表面包覆有大小為納米尺寸的Mg(OH)2納米片的MgO顆粒的形貌近似為球形。
全文摘要
本發(fā)明屬于無機(jī)材料技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及具有微米/納米復(fù)合結(jié)構(gòu)的MgO顆粒及其制備方法。本發(fā)明將粒徑為微米的MgO原料粉末進(jìn)行造粒之后，采用火焰噴淬方法制備出表面包覆有大小為納米尺寸的Mg(OH)2納米片的形貌近似為球形的MgO顆粒，再經(jīng)煅燒處理得到在粒徑為微米的MgO顆粒的表面包覆有大小為納米尺寸的MgO納米片的具有微米/納米復(fù)合結(jié)構(gòu)的MgO顆粒。由這種具有微米/納米復(fù)合結(jié)構(gòu)的MgO顆粒組成的粉體，既具有較大的比表面積，又具備良好的流動性，有助于解決納米MgO不便處理和使用的問題。本發(fā)明的具有微米/納米復(fù)合結(jié)構(gòu)的MgO顆?？蓱?yīng)用于污水處理、催化劑載體、橡膠和塑料的添加劑等領(lǐng)域。
文檔編號B82Y30/00GK103073032SQ20121053556
公開日2013年5月1日 申請日期2012年12月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月12日
發(fā)明者劉光華, 李江濤 申請人:中國科學(xué)院理化技術(shù)研究所