硼酸镁晶须的制备与表征

以氢氧化镁、硼酸为反应物,氯化钠-氯化钾混合作助熔剂,高温固相合成法合成硼酸镁晶须。通过正交实验探讨硼酸镁晶须制备的最佳工艺条件:原料镁硼摩尔比1∶1,原料与助熔剂摩尔比1∶1.5,800℃高温固相合成2 h。采用X射线衍射仪和扫描电镜对硼酸镁晶须结构表征及表面相貌观察分析,所制备的硼酸镁晶须长度20μm,直径1.5μm针状晶体。对硼酸镁晶须合成过程进行了探讨分析。     

硼酸镁晶须的可控合成及表征

以六水合氯化镁和硼酸为原料,在水热条件下合成了碱式硼酸镁［MgBO2（OH）］晶须,将其焙烧得到硼酸镁（Mg2B2O5）晶须。采用X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）和热重-差热分析（TG-DTA）手段,对前驱体和焙烧产物的物相和形貌进行表征。主要考察了反应物浓度对前驱体物相和形貌的影响,并分析前驱体的形成过程。结果表明,前驱体的制备过程与反应物浓度直接相关,在Mg2+浓度为2.0 mol/L,硼酸浓度为0.75 mol/L的条件下,可合成形貌良好的碱式硼酸镁晶须,将其在较低焙烧温度650 ℃下焙烧3 h,可得到组分单一、直径为40~70 nm、长度为500~1 500 nm、长径比为10~20的硼酸镁晶须。     

苦卤制备硼酸镁(Mg_2B_2O_5)晶须的研究

以苦卤、硼酸、氢氧化钠为原料,采用高温助熔剂工艺制备了硼酸镁(Mg2B2O5)晶须。系统研究了苦卤的脱色、镁硼比例以及成核方式对晶须组成和形貌的影响。结果表明:在苦卤体积确定的情况下,脱色剂次氯酸钠的加入量在0.2~1.0 mL之间时,色度去除率随着脱色剂加入量的增加而增大;镁硼比例为0.50和0.67时合成产物为Mg2B2O5;在相同的试验条件下,与籽晶法生长晶须相比较,自发成核制备的晶须细而短,实际应用中可根据需要制备所需形貌的晶须。     

螺硼酸酯不对称催化制备（R）-3-氯-苯丙醇

以3-氯-苯丙酮为原料,螺硼酸酯为催化剂,采用不对称催化还原法合成手性中间体（R）-3-氯-苯丙醇。考察了溶剂对催化剂活性的影响以及催化剂用量、硼烷用量和温度对产品纯度和光学纯度的影响。以乙酸乙酯溶剂中制得的手性螺硼酸酯为催化剂,在n（3-氯-苯丙酮）：n（螺硼酸酯）：n（硼烷）=1：0.1：0.6,反应温度5~10℃条件下,产品纯度达99.5%,产品光学纯度96.3% e.e.。     

草酸盐法制备纳米硼酸镁晶须研究

以MgCl2·6H2O、H3BO3和H2C2O4·2H2O为原料,利用草酸盐法制备出形貌良好的纳米硼酸镁晶须,其长度300 ～ 500 nm,直径60 ～ 100 nm,探讨了制备硼酸镁晶须的最佳工艺条件,分析了Mg2B2O5的生长过程中H2C2O4的作用.同时采用高温固相法,以NaCl为助熔剂,制备出长度10 ～ 35 μm,直径1～2 μm针状硼酸镁晶须.通过对比发现,用H2C2O4·2H2O代替NaCl作为添加剂,可以降低煅烧温度,同时大大缩短了煅烧时间,制备得到的晶须更为纯净、长度直径可达到纳米级别.     

硼酸镁(Mg_2B_2O_5)晶须的制备及表征

以六水氯化镁、硼酸、氢氧化钠和氯化钠为原料,采用高温助熔剂工艺制备了硼酸镁(Mg2B2O5)晶须。利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和X射线光电子能谱(XPS)对制备的产品进行了表征。XRD物相分析结果表明制备的产品为单一相三斜结构硼酸镁(Mg2B2O5)。XPS表明制备的产品中Mg、B和O的摩尔比为1.000∶0.996∶2.498,且价态分别为+2价、+3价和-2价,与Mg2B2O5化学计量比以及价态一致。SEM和TEM显微图像表明合成的产品为纤维状,且长径比大于10,并对生长机理进行了初步探讨。     

溶胶-凝胶法制备均苯四酸二酐Sb-Nb-P-Ti-V催化剂

采用溶胶-凝胶法制备活性组分为Sb-Nb-P-Ti-V的催化剂溶胶状喷涂液,将其喷涂到载体SiC上制得Sb-Nb-P-Ti-V催化剂。通过催化剂评价装置研究各组分比例、催化剂焙烧温度、焙烧时间、空速和热点温度等对均苯四酸二酐收率和纯度的影响。结果表明,在n（V）∶n（Ti）∶n（P）∶n（Nb）∶n（Sb）=0.25∶1.25∶0.03∶0.01∶0.03、焙烧温度480 ℃、焙烧时间2 h、空速（4 000~4 500） h^-1和热点温度（430~440） ℃条件下,均苯四酸二酐收率可达98.5%,纯度为96.04%。     

高碳醇的合成

首次选用石蜡、硼酸为原料,通过液相氧化反应合成硼酸酯,再与氢氧化钠发生水解反应制得高碳醇。应用红外定量分析原理对其含量进行分析。得到制备高碳醇的较优工艺条件：n（石蜡）∶n（硼酸）=1∶4,氧化时间为6 h,氧化温度为170℃,水解温度为80℃,水解时间为1 h。产物收率约为12.7%。     

1-芘硼酸的合成与表征

以1-溴芘为原料,先与正丁基锂反应制得芘基锂,然后再与硼化试剂反应合成了1-芘硼酸。通过熔点、红外、核磁等分析手段对产物进行了表征。研究了亲核反应温度、反应物配比、溶剂用量、硼化试剂因素对1-芘硼酸收率的影响,实验结果表明,1-芘硼酸的适宜合成工艺条件为亲核反应温度-50℃、W(C_(16)H_9Br,g):V(THF,mL)的反应配比为1∶10、反应物物质的量比为n(n-BuLi)∶n(C_(16)H_9Br)∶n(B(OCH_3)_3)=1.1∶1∶1.2,亲核反应时间为2h,收率可达52.85%。     

2-甲基-1,3-丙二醇双环有机硼酸酯的合成及表征

以2-甲基-1,3-丙二醇(MPO)和硼酸为主要原料,改进型铝酸盐为非酸催化剂,一锅法合成了新型双环有机硼酸酯2,2'-(2-甲基三亚甲基二氧基)双[5-甲基-1,3,2-二氧杂硼烷](简称MPO双环有机硼酸酯),经正交实验和单因素实验筛选,得到最佳工艺条件:n(MPO)/n(硼酸)=1.4∶1,催化剂/总物料=0.1%,甲苯/MPO=30%(V/V),反应温度220℃,收率可达95.3%,产物结构经IR,~(13)C NMR和~1H NMR确证。合成的双环硼酸酯具有强水解稳定性(120 h),该合成方法采用非酸催化,具有操作简便、产率高等特点。     

硼酸镁晶须的高温-熔盐-干法合成实验研究

以Mg(OH)2和H3BO3为原料,利用高温-熔盐-干法合成了高品质的Mg2B2O5晶须,并对Mg2B2O5晶须的生长机理进行了探讨。将Mg(OH)2、H3BO3、NaCl和KCl粉末放入高速粉碎机中研磨20 min混匀,然后将混合物在850℃下焙烧4 h。XRD和EDX表征结果表明,最终产品为纯净的单斜相Mg2B2O5。SEM和TEM表征结果表明,合成的Mg2B2O5晶须形貌尺寸均一,长度为30～55μm,直径为0.17～0.25μm,平均长径比为190。     

高岭土微球原位合成纳米Y沸石

喷雾干燥成型的苏州高岭土经不同温度焙烧活化后在水热条件下原位晶化为纳米尺度的NaY沸石微球。采用X射线荧光光谱（XRF）分析合成前后微球的化学组成;采用X射线衍射光谱（XRD）表征微球的晶相组成;采用扫描电子显微镜（SEM）表征合成前后微球的形貌。考察了合成过程中投料硅铝物质的量比、晶种导向剂用量、碱量、体系水加入量和高岭土焙烧温度等条件对原位晶化合成的影响,并讨论了合成过程出现的问题,制备了纯相且生长完好的纳米尺度的Y沸石微球。     

硼泥中氧化镁组分的盐酸浸出工艺研究

为解决硼泥带来的环境污染问题,充分利用其中的镁元素制备镁盐和其他镁化工产品,进行了硼泥的盐酸浸出实验研究。首先采取煅烧的方式对硼泥活化预处理,研究了煅烧温度、煅烧时间对工艺的影响,得到适宜的煅烧工艺条件：煅烧温度为600 ℃、煅烧时间为2 h;在盐酸浸出硼泥工艺过程中,研究了盐酸用量、酸浸温度、酸浸时间对硼泥中氧化镁浸出率的影响,得到适宜的酸浸工艺条件：盐酸用量为2.5 mL/g、酸浸温度为95 ℃、酸浸时间为1 h,在此条件下氧化镁的浸出率达到95.8%。硼泥浸出渣的XRD测试表明,硼泥主要含有的镁物相镁橄榄石和菱镁矿已被完全浸出。     

以副产锌泥为原料水热合成阻燃剂硼酸锌

硼酸锌是一种绿色环保型无机阻燃剂。以工业副产锌泥为锌源、硼砂为原料,利用水热法制备硼酸锌（4ZnO·B2O3·H2O）。采用X射线衍射（XRD）、热重（TG-DTA）、扫描电镜（SEM）等分析测试手段,对制备的产品进行表征,并探讨各因素对水热合成反应的影响,建立适宜的反应条件。当水热温度为140 ℃时,锌与硼砂的物质的量比为1∶1.0,固体与液体的质量比为1∶12,水热时间为7 h以上。在此条件下,所得硼酸锌粉体的XRD谱图与4ZnO·B2O3·H2O一致,失水温度高于415 ℃。若在反应体系中添加硬脂酸钠和聚乙二醇,可得到疏水型硼酸锌样品;若添加10%硼酸锌于木粉中,400 ℃时的残碳率比纯木粉高约17%~18%,表明硼酸锌有一定的阻燃性。     

水热法合成碱式硫酸镁晶须

以硫酸镁和氢氧化镁为原料,利用水热法制备了碱式硫酸镁晶须,对其制备工艺和表征方法进行了研究。通过实验得到合成晶须产品的适宜水热条件：硫酸镁料浆浓度为1.28 mol/L、硫酸镁和氢氧化镁的物质的量比为1～4、搅拌强度为450 r/min、反应温度为200 ℃、反应时间为6 h。在此条件下合成的碱式硫酸镁晶须的化学式为:MgSO₄•5Mg(OH)₂•2H₂O,平均长度为20～45 μm,长径比在31以上,该产品表面光滑,纤细均匀且无弯曲,纯度较高。     

工业硫酸镁制备高纯氧化镁的合成研究

以工业硫酸镁和氢氧化钠为原料,合成氢氧化镁前驱物经煅烧制备高纯氧化镁。研究了净化工业硫酸镁溶液时的pH值大小以及沉镁时氢氧化钠浓度对产品纯度的影响。在确定了精制硫酸镁与氢氧化钠摩尔计量比、陈化时间、煅烧时间的条件下,通过单因素实验和正交试验确定了反应的较佳工艺条件为：硫酸镁的浓度2mol／L,反应温度40℃,反应时间35min,煅烧温度900℃,产物氧化镁的纯度达到99％以上。采用x射线衍射仪和透射电镜对样品进行表征,结果表明：样品粒子平均粒径约为40nm,形貌为类球形,分布较均匀。     

纳米氢氧化镁阻燃剂的制备研究

以氯化镁和氨水为原料,加入适量聚乙二醇(PEG2000)作为表面活性剂,利用直接沉淀法合成了粉末状、粒度均匀且分散性好的纳米氢氧化镁。考察了体系温度、沉淀时间、搅拌速率、反应物配比、PEG2000用量对氢氧化镁颗粒平均粒径的影响,并采用透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)对颗粒结构进行表征。结果表明,制备纳米氢氧化镁的适宜的工艺条件为:体系温度25℃,沉淀时间20 min,搅拌速率500 r/min,反应物氯化镁和氨水的配比(摩尔比)为1∶3.0,PEG2000用量为1.50 g/mol MgCl2。     

碳化硼微粉的低温合成

以聚乙烯醇和硼酸为原料,首先合成聚乙烯醇硼酸酯前驱物凝胶,然后将前驱物热解及碳热还原制备碳化硼粉末。考察了聚乙烯醇与硼酸的物质的量比,前驱物热解温度,碳热还原温度以及还原时间等因素对碳化硼合成的影响。采用IR、化学分析、XRD、离心粒度分析、SEM等方法对中间物及产物进行了表征,确定了中间物及产物的组成、物相、粒度分布及形貌。研究结果表明：前驱物合成的适宜原料配比是n(聚乙烯醇)∶n(硼酸)=4∶1;前驱物在600 ℃下热解2 h,在1 300 ℃下碳热还原2 h,得到粒径为10 μm左右的碳化硼微粉。