氧化鎂納米棒的制備及動力學(xué)研究.pdf

1、氧化鎂一維納米材料是一種新型高功能精細(xì)無機(jī)材料，由于其獨(dú)特的性能而被廣泛應(yīng)用于高級陶瓷、電子光學(xué)器件、超導(dǎo)體添加劑等領(lǐng)域。目前，氧化鎂一維納米材料的制備方法主要有氣相化學(xué)合成法和前驅(qū)物熱分解法等，這些方法或工藝條件苛刻，或產(chǎn)品形貌難以控制，因而很難將其用于工業(yè)化生產(chǎn)。本研究以輕質(zhì)氧化鎂與六水氯化鎂為原料，由液相法制備堿式氯化鎂納米棒；然后，以堿式氯化鎂納米棒為前驅(qū)物采用沉淀轉(zhuǎn)化法合成氫氧化鎂納米棒；最后，采用前驅(qū)物熱分解法煅燒氫氧化鎂納

2、米棒得到氧化鎂單晶納米棒。通過X-射線衍射(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)、透射電子顯微鏡(TEM)以及熱分析(TG/DSC)等手段對產(chǎn)物進(jìn)行表征與檢測。 以氫氧化鎂納米棒為前驅(qū)物，經(jīng)煅燒得到氧化鎂納米棒的最優(yōu)條件：煅燒溫度為400℃；煅燒時(shí)間為60min；升溫速率為3℃/min。在此工藝條件下，得到直徑約150nm～250nm，長約6um-10um的氧化鎂納米單晶棒。 氫氧化鎂納米棒的等溫動力學(xué)研究結(jié)果表明：不同溫

3、度下氫氧化鎂納米棒熱分解動力學(xué)機(jī)理不同，300℃下氫氧化鎂納米棒的熱分解反應(yīng)符合隨機(jī)成核和隨后生長機(jī)理F1，325℃下符合收縮圓柱體相界反應(yīng)機(jī)理R2，350℃下符合三維擴(kuò)散機(jī)理D3，反應(yīng)的表觀活化能約為l 94kJ/mol。 氫氧化鎂納米棒的非等溫分解動力學(xué)研究表明：氫氧化鎂納米棒熱分解反應(yīng)遵循符合Avrami Erofeev隨機(jī)成核和隨后生長機(jī)理Fl，其積分分解機(jī)理函數(shù)為：G(a)=-ln(l-a)，熱分解反應(yīng)的表觀活化能為1