微/納米水合碳酸鎂是一類新型高附加值無機功能材料。受技術和成本的制約,目前微/納米水合碳酸鎂尚未實現(xiàn)大規(guī)模的工業(yè)化生產(chǎn),因而尋求適用大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)的低成本原料和技術迫在眉睫。本文以天然菱鎂礦為原料,系統(tǒng)研究了三水碳酸鎂、堿式碳酸鎂等微/納米水合碳酸鎂的制備方法、適宜條件和生長機理；研究了三水碳酸鎂晶須的表面改性及其在聚丙烯中的應用。本文為水合碳酸鎂的控制生長、低成本制備和應用提供了理論指導和技術支持。采用菱鎂礦法制備三水碳酸鎂的研究結(jié)果表明,在熱解溫度50-C、熱解時間2.0h、攪拌速率500r/min、Mg（HCO3）2溶液濃度3.20g/L、溶液自然pH值和SDS添加量為5.0g/L的條件下,制備得到平均長度約150μm,長徑比接近50,表面光滑,粒徑均勻的棒狀MgCO3·3H2O晶須。添加劑（無機鹽類、醇類、有機酸類、表面活性劑類和氨基酸類）的種類和用量對產(chǎn)物的組成和形貌具有顯著影響,如SDS可以促進高長徑比MgCO3·3H2O棒狀晶須的定向生長；在磷酸二氫鉀作用下,產(chǎn)物為花瓣狀MgCO3·5H2O晶體；無水乙醇和異丙醇分別作為添加劑時,隨著反應條件的改變所得產(chǎn)物由MgCO3·... 

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【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 微/納米材料
        1.1.1 微/納米材料定義
        1.1.2 微/納米材料特性
    1.2 微/納米水合碳酸鎂概述
    1.3 水合碳酸鎂的制備方法
        1.3.1 以固體礦為原料
        1.3.2 以液體礦為原料
    1.4 水合碳酸鎂的制備研究現(xiàn)狀
        1.4.1 五水碳酸鎂的制備研究現(xiàn)狀
        1.4.2 三水碳酸鎂的制備研究現(xiàn)狀
        1.4.3 堿式碳酸鎂的制備研究現(xiàn)狀
    1.5 水合碳酸鎂的表面改性及應用研究現(xiàn)狀
        1.5.1 水合碳酸鎂的表面改性研究現(xiàn)狀
        1.5.2 水合碳酸鎂的應用現(xiàn)狀
        1.5.3 水合碳酸鎂研究與應用存在問題
    1.6 本課題研究的目的、意義及主要內(nèi)容
        1.6.1 本課題研究的目的和意義
        1.6.2 本課題研究的主要內(nèi)容
第2章 原料與試驗研究方法
    2.1 試驗原料
        2.1.1 菱鎂礦
        2.1.2 聚丙烯
        2.1.3 試驗藥劑
    2.2 試驗設備
    2.3 試驗方法
        2.3.1 碳酸氫鎂溶液的制備
        2.3.2 微/納米三水碳酸鎂的制備
        2.3.3 微/納米堿式碳酸鎂的制備
        2.3.4 三水碳酸鎂晶須的表面改性
        2.3.5 三水碳酸鎂在聚丙烯中的應用
    2.4 檢測方法與性能表征
        2.4.1 X射線衍射(XRD)分析
        2.4.2 掃描電鏡(SEM)分析
        2.4.3 紅外光譜(FT-IR)分析
        2.4.4 熱重-差示掃描量熱(TG-DSC)分析
        2.4.5 化學成分分析
        2.4.6 聚丙烯復合材料性能測試
第3章 微/納米三水碳酸鎂的制備研究
    3.1 熱解溫度對三水碳酸鎂制備過程的影響
    3.2 熱解時間對三水碳酸鎂制備過程的影響
    3.3 攪拌速率對三水碳酸鎂制備過程的影響
    3.4 碳酸氫鎂溶液濃度對三水碳酸鎂制備過程的影響
    3.5 碳酸氫鎂溶液pH值對三水碳酸鎂制備過程的影響
    3.6 不同產(chǎn)地原料對三水碳酸鎂制備過程的影響
    3.7 添加劑種類對三水碳酸鎂制備過程的影響
        3.7.1 無機鹽類添加劑對三水碳酸鎂制備過程的影響
        3.7.2 醇類添加劑對三水碳酸鎂制備過程的影響
        3.7.3 有機酸類添加劑對三水碳酸鎂制備過程的影響
        3.7.4 表面活性劑類添加劑對三水碳酸鎂制備過程的影響
        3.7.5 氨基酸類添加劑對三水碳酸鎂制備過程的影響
    3.8 三水碳酸鎂晶須性能表征
    3.9 本章小結(jié)
第4章 微/納米堿式碳酸鎂的制備研究
    4.1 熱解Mg(HCO_3)_2溶液直接制備堿式碳酸鎂
        4.1.1 熱解溫度對堿式碳酸鎂制備過程的影響
        4.1.2 熱解時間對堿式碳酸鎂制備過程的影響
        4.1.3 攪拌速率對堿式碳酸鎂制備過程的影響
        4.1.4 Mg(HCO_3)_2溶液pH值對堿式碳酸鎂制備過程的影響
        4.1.5 異丙醇輔助低溫制備堿式碳酸鎂
    4.2 熱解三水碳酸鎂間接制備堿式碳酸鎂
        4.2.1 熱解溫度對堿式碳酸鎂制備過程的影響
        4.2.2 熱解時間對堿式碳酸鎂制備過程的影響
        4.2.3 三水碳酸鎂溶液濃度對堿式碳酸鎂制備過程的影響
        4.2.4 三水碳酸鎂溶液pH值對堿式碳酸鎂制備過程的影響
        4.2.5 攪拌作用對堿式碳酸鎂制備過程的影響
    4.3 三種方法制備所得堿式碳酸鎂的性能表征
    4.4 本章小結(jié)
第5章 水合碳酸鎂的生長機理研究
    5.1 三水碳酸鎂的生長機理研究
        5.1.1 MgCO_3·3H_2O晶體的生長基元
        5.1.2 三水碳酸鎂晶須的生長機制
        5.1.3 三水碳酸鎂結(jié)晶的熱力學條件
        5.1.4 三水碳酸鎂結(jié)晶動力學過程的研究
    5.2 磷酸二氫鉀作用下花狀MgCO_3·5H_2O的生長機理
        5.2.1 MgCO_3·5H_2O的晶體結(jié)構
        5.2.2 花狀MgCO_3·5H_2O晶體的形成機理
    5.3 堿式碳酸鎂的生長機理研究
        5.3.1 4MgCO_3·Mg(OH)_2·4H_2O晶體的生長基元
        5.3.2 異丙醇輔助下低溫熱解制備堿式碳酸鎂的機理研究
    5.4 本章小結(jié)
第6章 三水碳酸鎂晶須表面改性及應用研究
    6.1 三水碳酸鎂晶須的表面改性試驗研究
        6.1.1 表面改性劑種類對改性效果的影響
        6.1.2 改性劑用量對改性效果的影響
        6.1.3 初始料漿濃度對性效果的影響
        6.1.4 改性時間對改性效果的影響
        6.1.5 改性溫度對性效果的影響
        6.1.6 烘干溫度對改性效果的影響
        6.1.7 烘干時間對改性效果的影響
    6.2 硬脂酸改性三水碳酸鎂晶須的作用機理研究
        6.2.1 三水碳酸鎂晶須改性前后疏水性能表征
        6.2.2 三水碳酸鎂晶須改性前后XRD分析
        6.2.3 三水碳酸鎂晶須改性前后TG-DSC分析
        6.2.4 三水碳酸鎂晶須改性前后FT-IR分析
        6.2.5 三水碳酸鎂晶須改性前后表觀形貌分析
        6.2.6 三水碳酸鎂晶須改性機理分析
    6.3 三水碳酸鎂晶須在聚丙烯中的應用研究
        6.3.1 晶須對復合材料的增強和增韌聚合物機理
        6.3.2 三水碳酸鎂晶須/PP復合材料力學性能的研究
    6.4 本章小結(jié)
第7章 結(jié)論
參考文獻
致謝
附錄：攻讀博士期間發(fā)表的論文
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【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
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[3]利用硫酸鎂制備三水碳酸鎂的影響因素及其結(jié)晶動力學的研究[D]. 邵平平.北京化工大學 2010
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本文編號：3676772