發(fā)布時間：2019-03-10 21:50

【摘要】：鎂硼酸鹽是一種重要的化工原料,廣泛應用于無堿玻璃纖維、陶瓷、阻燃劑、非線性光學材料、農(nóng)業(yè)等領域。我國硼資源主要以東北地區(qū)的硼鎂礦、硼鐵礦等固體礦和西部的鹽湖鹵水液體礦的形式存在,迄今尚未發(fā)現(xiàn)可供直接開采的硼酸鎂礦資源。目前,我國鎂硼酸鹽還處于研發(fā)階段,硼酸鎂產(chǎn)品需求主要依靠進口。我國西部豐富的鹽湖資源中富含硼、鎂資源,為鎂硼酸鹽的開發(fā)利用提供了資源保障。本文針對我國西部鹽湖鹵水資源,開展了不同形態(tài)鎂硼酸鹽的合成、表征及其熱化學性質(zhì)研究,對于指導鹽湖鹵水資源的開發(fā)利用具有重要的意義。本論文以硼砂、硼酸、硫酸鎂、堿式碳酸鎂和去離子水為原料,通過控制不同的反應溫度、反應時間等合成條件和重結(jié)晶,成功制備了高純度的三方硼鎂石(MgB_6O_(10)·7.5H_2O)、章氏硼鎂石(MgB_4O_7·9H_2O)、多水硼鎂石(Mg_2B_6O_(11)·15H_2O),并采用化學分析、X-ray粉晶衍射、FT-IR、TG-DSC等測定技術對合成產(chǎn)品進行了鑒定與表征,提出了鎂硼酸鹽沉淀析出時可能存在的反應機理。由于氫氧化鎂雜質(zhì)的干擾,合成的柱硼鎂石(MgB_2O_4·3H_2O)純度較低,本文未再做深入研究。熱容是物質(zhì)的基本性質(zhì),可反映溶液體系溶質(zhì)與溶劑之間的相互作用,是化工生產(chǎn)不可或缺的基礎數(shù)據(jù)之一。本論文利用SetaramBT 2.15微量熱技術,分別測定了MgB_3O_3(OH)5-H_2O 體系、MgB_4O_5(OH)_4-H_2O 體系和 MgB_6O_7(OH)_6-H_2O 體系在 298.15 K不同濃度的熱容,計算了三種鎂硼酸鹽溶液在不同濃度下的表觀摩爾熱容,并獲得了熱容和表觀摩爾熱容與溶液濃度之間的關系式�；贛gB_3O_3(OH)_5-H_2O體系、MgB_4O_5(OH)_4-H_2O體系和MgB_6O_7(OH)_6-H_2O體系在298.15 K實驗測定結(jié)果,應用Pitzer電解質(zhì)溶液離子相互模型,首次擬合獲得了三方硼鎂石(MgB_6O_(10)·7.5H_2O)、章氏硼鎂石(MgB_4O_7·9H_2O)和多水硼鎂石(Mg_2B_6O_(11)·15H_2O)的Pitzer單鹽參數(shù)。
[Abstract]:Magnesium borate is an important chemical raw material, widely used in non-alkali glass fiber, ceramics, flame retardants, nonlinear optical materials, agriculture and other fields. The boron resources in China are mainly in the form of borate magnesite, boronite and other solid ores in northeast China and salt lake brine liquid ore in the western part of China. So far, the borate magnesite resources which can be directly exploited have not been found. At present, magnesium borate in our country is still in the research and development stage, the demand of magnesium borate mainly depends on import. The rich resources of salt lakes in western China are rich in boron and magnesium, which provide resources for the development and utilization of magnesium borates. In this paper, the synthesis, characterization and thermochemical properties of magnesium borates from salt lakes in western China have been studied. It is of great significance to guide the development and utilization of brine resources in salt lakes. In this paper, borax, boric acid, magnesium sulfate, basic magnesium carbonate and deionized water as raw materials, by controlling the different reaction temperature, reaction time and other synthetic conditions and recrystallization, High purity MgB_6O_ (10) 7.5H_2O, MgB_4O_ 7.9H _ 2O and Mg_2B_6O_ (11) 15H_2O were prepared and analyzed. The synthesized products were identified and characterized by X-ray powder diffraction and FT-IR,TG-DSC, and the possible reaction mechanism of mg-borate precipitation was put forward. Because of the interference of magnesium hydroxide impurities, the purity of MgB_2O_ 4 路3H 2O is low. No further study has been done in this paper. Heat capacity is the basic property of substances, which can reflect the interaction between solute and solvent in solution system, and is one of the indispensable basic data for chemical production. In this paper, the microthermal technique of SetaramBT 2.15 was used to determine the MgB_3O_3 (OH) 5-H_2O system. The apparent molar heat capacities of three magnesium borate solutions at 298.15 K were calculated for MgB_4O_5 (OH) _ 4-H_2O system and MgB_6O_7 (OH) _ 6-H_2O system at different concentrations. The relationship between the heat capacity and the apparent molar heat capacity and the concentration of the solution was obtained. Based on MgB_3O_3 (OH) _ 5-H_2O system, MgB_4O_5 (OH) _ 4-H_2O system and MgB_6O_7 (OH) _ 6-H_2O system, the results were determined at 298.15 K. Trigonal brucite (MgB_6O_ (10) 7.5H_2O) was obtained by Pitzer electrolyte ion interaction model for the first time. Pitzer monosalt parameters of brucite (MgB_4O_ 7.9H _ 2O) and polybrucite (Mg_2B_6O_ (11) 15H_2O).
【學位授予單位】：天津科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TQ132.2

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本文編號：2438064