堿式硫酸鎂晶須的制備方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于無機材料制備技術領域，具體地講，設及一種采用微波水熱法制備堿 式硫酸儀晶須的方法。
【背景技術】
[0002] 堿式硫酸儀晶須又稱硫氧儀晶須，是一種典型的無機儀鹽晶須，其外觀為白色粉 體，在顯微鏡下觀察為單根或扇形晶體；其組成結構通式可表示為xM拆〇4 'z&o， 或直接簡寫為xyz型MOS晶須，常見的類型有152型、153型、158型、157型、213型、138型、165型、235型、435型、115型、311型等，其中152型和153型是研究較多的兩種。堿式硫酸 儀晶須不僅具有低密度、高強度、高彈性模量等特點，同時具有良好的阻燃性能，被廣泛用 于塑料、橡膠、樹脂等基體的增強阻燃材料。在M0S晶須的制備過程中，152型與153型之間 的轉變往往受固液分離的時間等因素的影響，因此二者之間一般不作特別區(qū)分。
[0003] 目前為止，堿式硫酸儀晶須的制備方法概括起來主要有W下=種；（1)氨氧化儀 或氧化儀與硫酸鹽進行水熱反應；（2)氨氧化儀或氧化儀與硫酸進行水熱反應；（3)水溶性 儀鹽和無機堿進行水熱反應。目前方法（3)是一種主流制備方法，對其研究也相對較多。
[0004] YiDing等發(fā)表的《Preparationandcharacterizationofmagnesiumhydroxide sulfatehy化atewhiskers》（畑emistiTofMaterials,2000,12(10):2845-2852) 公開了W氨水做為沉淀劑與硫酸儀反應制備堿式硫酸儀晶須，具體方法是：將 O.Olmol硫酸儀直接加入40mL氨水溶液中，在150°C水熱條件下反應16h，得到組成 為MgS〇4? 4. 34Mg(0H)2?x&O的堿式硫酸儀晶須，其直徑為0. 3ym~2ym，長度為 40ym~100ym，反應過程中不攬拌。向蘭等發(fā)表的《水熱法制備堿式硫酸儀晶須》（海 湖鹽與化工，2003, 32 (4): 1-4)公開了硫酸儀和氨氧化鋼體系制備堿式硫酸儀晶須的 方法，結果表明，在水熱條件下，當硫酸儀的濃度為0. 8mol/L~1.Omol/L時，控制溫度 為180°C~220°C，反應時間為化，可得到直徑為0. 5ym~1ym、長度為20ym~30ym 的153型MOS晶須；此外，向蘭等發(fā)表的《Hy化othermalformationofma即esium oxysulfatewhiskersinthepresenceofethylenediaminetetraaceticacid》 (JournalofMaterialsScience, 2006, 41巧）：1345-1348)和《Synthesisofmagnesium oxysulfatewhiskersinthepresenceofsodiumdodecylbenzenesulfonate》 (ResearchandTechnology, 2008, 43 巧）：479-482)還研究了邸TA和SDBS對上述反應 體系的影響，結果表明，邸TA和SDBS均可W有效減少扇形晶須的出現，但同時也降低了 晶須的產率。YanXiaoxing等發(fā)表的《SO*]-ionsdirecttheone-dimensionalgrowth o巧Mg(OH)2?M拆〇4? 2&0》（ActaMaterialia, 2007, 55(17) : 5747-5757)公開了W硫酸儀 和氯化儀兩種試劑做為儀源，采用氨水為沉淀劑，在130°C~150°C下水熱反應lOh~3她， 得到形貌略有差異的多種152型M0S晶須。另外，中國專利化01131753. 1公開了W氨氧 化鋼做為沉淀劑與硫酸儀、硫酸鋼原料液反應，水熱制備153型M0S晶須的方法，其反應溫 度為130°C~200°C，壓力為化g/cm2~20kg/cm2,反應時間為化~lOh。
[0005] 上述報道中雖然均基本制備得到了目標產物，但仍存在w下幾點問題；（1)反應 時間較長；(2)原料漿料濃度不可過高，因為當配制較大濃度的反應漿料時，漿料粘度較 大，難W通過普通攬拌達到均勻，導致傳質、傳熱不均勻，進而導致所制備的晶須形貌差異 較大；(3)反應體系中需添加某些添加劑、形貌劑等，而影響了產品收率、后期母液分離及 回收等。

【發(fā)明內容】

[0006] 為解決上述現有技術存在的問題，本發(fā)明提供了一種堿式硫酸儀晶須的制備方 法，該制備方法采用微波水熱法進行合成，具有合成速度快、無溫度梯度、無滯后效應等優(yōu) 點，克服了一般水熱反應容器造成的加熱不均勻等缺點，同時大大地縮短了反應時間，降低 能耗。
[0007] 為了達到上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用了如下的技術方案：
[000引一種堿式硫酸儀晶須的制備方法，包括步驟；A、將硫酸儀置于水中，形成濃度為 0. 32mol?。~3. 2mol?L4的硫酸儀水溶液，在攬拌下向所述硫酸儀水溶液中加入堿溶 液，形成漿料；在所述漿料中，所述硫酸儀與堿溶液中的氨氧根的摩爾比為1:0. 5~1. 6 ;B、 向所述漿料中加入晶種；C、將具有所述晶種的漿料移至微波反應蓋中，在溫度為140°C~ 180°C下進行微波反應30min~90min，得到懸濁液；D、將所述懸濁液經固液分離，得到濾餅 和濾液，所述濾餅經洗漆、干燥得到堿式硫酸儀晶須。
[0009] 進一步地，所述堿溶液中的氨氧根的濃度為0. 32mol.L-1~4. 8mol.L-1。
[0010] 進一步地，所述堿溶液選自氨氧化鋼水溶液或氨水溶液中的任意一種。
[0011] 進一步地，所述晶種的添加量為所述堿式硫酸儀晶須理論產量的0. 5%~3% ;其 中，所述百分比為質量百分比。
[0012] 進一步地，所述晶種由堿式硫酸儀晶須研磨得到。
[001引進一步地，所述硫酸儀水溶液的濃度為1. 6mol?L-1~3. 2mol?L-1。
[0014] 進一步地，在所述步驟C中，所述微波反應蓋的設置溫度為160°C~180°C。
[0015] 本發(fā)明通過微波水熱法來制備堿式硫酸儀晶須，不僅具有反應速度快、反應均勻 的優(yōu)點，同時，根據本發(fā)明的制備方法僅W硫酸儀水溶液與氨氧化鋼水溶液為原料直接反 應配成漿料，無需增溶劑、分散劑、絮凝劑或形貌控制劑等外加劑，母液（即經固液分離得 到的濾液）易于處理；還無需控制配液速度，也無需進行陳化（一般陳化時間都較長），所 生成的無定型氨氧化儀絮凝沉淀在后續(xù)的水熱溶解時速度快，可促進微波反應的進行，進 一步縮短反應時間；另外，根據本發(fā)明的制備方法能夠進行濃度較大的漿料的反應，而且當 漿料濃度較大時，其可在一定時間內保持均勻的懸浮狀態(tài)，再通過微波水熱法迅速加熱，漿 料內部傳熱均勻，在無需攬拌的情況下，漿料反應即可得到大量形貌均勻的堿式硫酸儀晶 須；W較大濃度的漿料來反應制備堿式硫酸儀晶須，可提高單次反應產量，從而進一步降低 反應成本。
【附圖說明】
[0016] 通過結合附圖進行的W下描述，本發(fā)明的實施例的上述和其它方面、特點和優(yōu)點 將變得更加清楚，附圖中：
[0017]圖1是根據本發(fā)明的實施例的堿式硫酸儀晶須的制備方法的步驟流程圖；
[001引圖2是根據本發(fā)明的實施例1的堿式硫酸儀晶須的XRD圖片；
[0019] 圖3是根據本發(fā)明的實施例1的堿式硫酸儀晶須的SEM圖片；
[0020] 圖4是根據本發(fā)明的實施例2的堿式硫酸儀晶須的XRD圖片；
[002U圖5是根據本發(fā)明的實施例2的堿式硫酸儀晶須的SEM圖片；
[0022]圖6是根據本發(fā)明的實施例3的堿式硫酸儀晶須的XRD圖片；
[002引圖7是根據本發(fā)明的實施例3的堿式硫酸儀晶須的SEM圖片；
[0024] 圖8是根據本發(fā)明的實施例5的堿式硫酸儀晶須的XRD圖片；
[0025] 圖9是根據本發(fā)明的實施例5的堿式硫酸儀晶須的SEM圖片；
[0026] 圖10是根據本發(fā)明的實施例7的堿式硫酸儀晶須的XRD圖片；
[0027] 圖11是根據本發(fā)明的實施例7的堿式硫酸儀晶須的SEM圖片；
[0028] 圖12是根據本發(fā)明的對比實驗1的堿式硫酸儀晶須產品的SEM圖片；
[0029] 圖13是根據本發(fā)明的對比實驗2的氨氧化儀產品的XRD圖片；
[0030] 圖14是根據本發(fā)明的對比實驗2的氨氧化儀產品的沈M圖片。
【具體實施方式】
[0031]W下，將參照附圖來詳細描述本發(fā)明的實施例。然而，可許多不同的形式來實 施本發(fā)明，并且本發(fā)明不應該被解釋為限制于該里闡述的具體實施例。相反，提供該些實施 例是為了解釋本發(fā)明的原理及其實際應用，從而使本領域的其他技術人員能夠理解本發(fā)明 的各種實施例和適合于特定預期應用的各種修改。
[0032] 圖1是根據本發(fā)明的實施例的堿式硫酸儀晶須的制備方法的步驟流程圖。
[0033] 參照圖1，根據本發(fā)明的實施例的堿式硫