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制备方法 液相化学法是目前广泛采用的制备纳米氢氧化镁粉体（VK-MH01D,VK-MHT01）的方法，已用于制备纳米 Mg(OH)2的液相法有：直接沉淀法、水热反应法等。 1.1 直接沉淀法 直接沉淀法是在金属盐溶液中加入沉淀剂，仅通过沉淀操作从溶液中直接得到某一目标金属的纳米颗粒沉淀物，将阴离子从沉淀中除去，经干燥即可得到纳米粉体。常见的沉淀剂有NaOH、NH3.H2O、CO(NH2)2等。该法操作简便易行，对设备、技术要求不高，不易引入杂质，产品纯度高，有良好的化学计量性，制备成本较低；但产品粒度较大，粒度分布较宽。邱龙臻等以氯化镁、氢氧化钠为原料，采用表面活性剂包覆的溶液沉淀法制备出了不易团聚的纳米 Mg(OH)2粉体，经透射电镜表征，其形态是短轴方向尺寸为 6~9 nm，长轴方向尺寸为 50~100 nm 的针状粒子。随着 Mg(OH)2（VK-MH01D,VK-MHT01）粒径的减小，光致发光光强度显著增强。将其以 1︰1 的比例与 EVA 混合，能很好地均匀分散在 EVA 基体中，氢氧化镁几乎没有发生团聚现象。而且，EVA/纳米 Mg(OH)2复合材料也表现出了优异的阻燃性能，该材料的极限氧指数(LOI)为 38.3，而相同填充量的 EVA/ 微米级 Mg(OH)2材料的 LOI 仅为 24。王志强等以工业氯化镁、氨水为前驱体，在水-乙醇体系下合成了粒度为 100～200 nm 的氢氧化镁超细粉体。研究了水与乙醇的比例对粉体颗粒形貌、粒度、Mg2+沉淀率的影响。 1.2 水热反应法 水热反应法是利用水热反应制备粉体的一种方法。在高温高压下，反应物在水溶液或蒸汽等流体中反应生成目的产物，再经分离和热处理得到纳米粉体。反应温度一般在 100～400 ℃，压力从 0.1 MPa～几十乃至几百 MPa。该法为各种前驱物的反应和结晶提供了一个在常压条件下无法得到的、特殊的物理和化学环境，粉体的形成经历了溶解-结晶的过程。与其他制备方法相比，具有晶粒发育完整、粒度小、分布均匀、颗粒团聚较轻，易得到合适的化学计量物和晶形等优点。也就是说，该法制备的纳米颗粒纯度高，分散性好，晶体好且大小可控。 林慧博等以氯化镁、氢氧化钠为原料，通过水热法合成了粒度小于 100 nm 的纳米级、片状、粒度均匀且分散性好的氢氧化镁。考察了反应温度、反应时间、镁离子初始反应浓度以及 Mg2+与 OH-的摩尔比对 Mg(OH)2粒度和形貌的影响，得出了制备纳米级氢氧化镁的最佳条件。但水热反应法等制备纳米 Mg(OH)2过程复杂，从工业应用成本的角度考虑是不可接受的。 2 团聚问题 团聚现象是纳米粉体制备及收集过程中一个难题。纳米颗粒由于粒度小，表面原子比例大比表面积大，表面能大，处于能量不稳定状，因而很容易凝并、团聚，形成二次粒子，使粒子粒径变大，失去纳米颗粒所具备的特性，给纳米粉体的制备和保存带来了很大的困难。在当今的纳米粉体制备工艺中，防止粒子团聚作为一项重要工作，其目的就是收集粒度分布较窄、分布均匀且无团聚大颗粒出现的高纯粉体。 2.1 团聚的分类 纳米粉体的团聚可分为两种：软团聚和硬团聚。软团聚主要是由颗粒间的静电力和范德华力所致，由于作用力较弱，可以通过一些化学作用或施加机械能的方式来消除；硬团聚形成的原因除了静电力和范德华力之外，还存在化学键作用，因此硬团聚体不易破坏，需要采取一些特殊的方法进行控制。因此，研究纳米颗粒的团聚控制对纳米粉末制备极为重要。 2.2 影响团聚的因素和控制团聚的措施 影响粉末团聚程度的因素很多，包括在粉末制备的各个步骤中，要有效地减少团聚就必须针对其形成原因，在制备过程中采取有效措施。制备纳米 Mg(OH)2（VK-MH01D,VK-MHT01）的一个关键技术问题就是掌握解决粒子不会产生一次或多次团聚现象，而且稳定性要高，这就涉及到许多技术和工艺问题需要解决。一般制备Mg(OH)2时易产生胶状物，不加处理，极易产生粒子团聚现象。因此，在合适条件下沉淀时，需加入一种有效的表面活性剂，以使生成的 Mg(OH)2经表面改性后不产生团聚，从而稳定地存在。纳米 Mg(OH)2颗粒表面吸附水分子形成氢键，-OH 基团间易形成液相桥，导致颗粒在干燥过程中强烈结合产生硬团聚。因此，克服硬团聚的关键在于尽可能地除去水分子和表面自由非桥接羟基。实际上，团聚问题贯穿整个工艺过程，故解决团聚问题不是轻而易举的，难度是不小的。 2.2.1 液相反应阶段 反应时溶液的浓度、温度、pH、反应时间、反应物配比、表面活性剂及其加入量等都直接影响生成晶粒的尺寸及溶液的稳定性，从而决定了最后粉体的团聚程度。吕建平等通过控制合成温度、反应物浓度、滴加速度，助剂用量可以有效控制氢氧化镁（VK-MH01D,VK-MHT01）的形貌和粒径大小。 2.2.2 洗涤阶段 众所周知，沉淀物中的水是引起纳米粒子团聚的因素之一，因此采用适当的洗涤方法将沉淀物中的水洗去是防止纳米粒子团聚的主要方式。用表面张力小的有机溶剂充分洗涤纳米颗粒，可以置换颗粒表面吸附的水分，减小氢键的作用，减少颗粒聚结的毛细管力，使颗粒不再团聚。目前此方法采用的洗涤溶剂为醇类，例如无水乙醇、乙二醇等。用醇类可以洗去粒子表面的配位水分子，并以烷氧基取代颗粒表面的羟基团。 2.2.3 干燥阶段 纳米材料的干燥是液相法制备纳米粉体不可避免的固-液分离过程，干燥方法对纳米粉体产品的团聚程度影响很大。要获得团聚程度小或无团聚的干燥效果可以从降低表面张力，减少干燥时间等方面考虑。实验证明，在保证沉淀物干燥完全的基础上，温度越低、时间越短越好。目前，纳米粉体的干燥可采用以下几种方式：闪蒸、冷冻干燥、超临界干燥、喷雾 干燥、真空干燥等。 2.2.4 表面活性剂 表面活性剂主要是通过吸附改变粒子的表面电荷分布，产生静电稳定和空间位障稳定作用来达到分散效果，所以选择合适的表面活性剂是目前采用的粉体防团聚的主要措施之一。纳米粒子具有极高的表面能，降低表面积从而降低表面能使吉布斯能减小，是一个自发的过程，这也是防团聚的原因及困难所在。根据实验条件，选用合适的表面活性剂，合适的加入量，在不影响工艺性能及材料性能的前提下，使颗粒表面能下降，键合作用减弱或消失，从而起到防团聚的作用。目前，在沉淀、洗涤和干燥过程都有加入表面活性剂的报道。吕建平等以氯化镁为镁源，氨水或氢氧化钠为沉淀剂，在水溶性高分子化合物和表面活性剂的共同作用下，分别合成了针状、片状和棒状三种不同形貌的纳米氢氧化镁粉体（VK-MH01D,VK-MHT01）。 除了以上针对各种原因的防团聚方法，还有电晕荷电、低温处理、超声波分散、表面包覆等物理方法。
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发表于 1970-1-1 08:00:00
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