一种基于超声波振动的纳米氢化镁制作方法与流程

文档序号:37515709发布日期:2024-04-01 14:26阅读:21来源:国知局

本发明涉及化学工艺的制备,具体是涉及一种基于超声波振动的纳米氢化镁制作方法。


背景技术:

1、氢化镁,又名二氢化镁,是一种无机化合物,化学式mgh2,为白色结晶性粉末。氢化镁由于储氢容量高、储量丰富、价格低廉、质量轻和可逆性好,并且在干燥空气中非常稳定,运输很容易,被广泛认为是最具应用前景的储氢材料之一。氢化镁同时还具有高密度、高强度、高韧性、优异的导电性能、生物相容性和无毒性等特性,因此在航空航天、电子和医疗等领域中具有广泛的应用前景。因此,氢化镁的市场需求量是很大的。

2、目前氢化镁纳米颗粒材料主要的制备方法是球磨法、沉积法、有机溶液热解法等。球磨法可以制备出高强、高硬度、高韧性的复合材料,适用于多个领域的应用。但是,在球磨过程中可能会引入大量应变、缺陷和纳米级的微结构,从而影响材料的性能。球磨法需要使用大量的球磨介质,这会增大生产成本,并且球磨介质的污染会影响纳米氢化镁的纯度和性能。球磨过程中强制作用力会引入大量应变、缺陷和纳米级的微结构,可能影响纳米氢化镁的稳定性。有机溶液热解法可以制备高纯度的纳米氢化镁,有机溶液热解法的反应条件较为苛刻,需要在高温下进行,因此对设备的要求较高。沉积法同样也可以制备高纯度的纳米氢化镁,但是沉积法的反应速度较慢,需要长时间才能得到均匀的纳米氢化镁且需要使用昂的基底材料,成本较高。所以,发明一种低消耗,低成本,高纯度,高收率的氢化镁的制备方法势在必行。


技术实现思路

1、针对上述现有的技术问题,本发明旨在提供一种低消耗,低成本,高纯度,高收率的纳米氢化镁的制备方法。

2、本发明公开了一种基于超声波振动的纳米氢化镁制作方法,包括以下步骤:

3、s1置换反应:在反应釜中加入溶剂,将镁粉加入到溶剂中,并使用超声波振动,使镁粉与溶剂混合均匀;通入惰性气体置换反应体系中的空气;在置换气体之后,向反应体系中通入氢气,发生氢化反应,制备得到氢化镁的反应液;

4、s2分离:将s1置换反应步骤中最后得到的氢化镁的反应液进行离心操作,收集沉淀物;

5、s3纯化:将s2分离步骤中得到的沉淀物进行洗涤过滤,收集滤饼;

6、s4冻干:将s3纯化步骤中得到的滤饼减压抽滤后再真空冻干,得到纳米氢化镁。

7、优选地,在s1置换反应步骤中,反应所加的溶剂为超干四氢呋喃。

8、优选地,在s1置换反应步骤中,超声波发生器的声波频率在50~70khz。

9、优选地,在s1置换反应步骤中,所述超声波振动是间歇性振动,每次振动时长为40~70min,每次中间间隔时长为10~15min。

10、优选地,在s1置换反应步骤中,通入的惰性气体为氮气或氩气。

11、优选地,在s1置换反应步骤中,反应所需压强为0.1~0.3mpa;反应时间为24~28h。

12、优选地,在s1置换反应步骤中,反应所需温度为25~28℃。

13、优选地,在s2分离步骤中,离心过程中离心机的转速为3500~5000rpm。

14、优选地,在s3纯化步骤中,洗涤时所用的洗涤剂为超干二氯甲烷;洗涤3~5次。

15、优选地,在s4冻干步骤中,冻干的温度为-78~-59℃。

16、与现有技术相比,本发明的有益效果是:

17、本发明公开的一种基于超声波振动的纳米氢化镁制作方法,超声波振动可以提供高能量的机械剪切力和空化效应,在不需要高温高压的条件下,有效地破碎和细化材料,从而促进镁粉和氢气的反应;通过控制好超声波的功率、频率、时间等参数,以及反应温度、压力等条件,就可以获得高质量的纳米氢化镁颗粒。将反应所用溶剂改为超干四氢呋喃,可以有效的增加反应产物氢化镁的溶解性。本发明所提供的一种基于超声波振动的纳米氢化镁制作方法,具有耗能低,纯度高,收率高,操作安全简单等优点。



技术特征:

1.一种基于超声波振动的纳米氢化镁制作方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种基于超声波振动的纳米氢化镁制作方法,其特征在于,在s1置换反应步骤中,反应所加的溶剂为超干四氢呋喃。

3.根据权利要求1所述的一种基于超声波振动的纳米氢化镁制作方法,其特征在于,在s1置换反应步骤中,超声波振动的声波频率在50~70khz。

4.根据权利要求1所述的一种基于超声波振动的纳米氢化镁制作方法,其特征在于,在s1置换反应步骤中,所述超声波振动是间歇性振动,每次振动时长为40~70min,每次中间间隔时长为10~15min。

5.根据权利要求1所述的一种基于超声波振动的纳米氢化镁制作方法,其特征在于,在s1置换反应步骤中,通入的惰性气体为氮气或氩气。

6.根据权利要求1所述的一种基于超声波振动的纳米氢化镁制作方法,其特征在于,在s1置换反应步骤中,反应所需压强为0.1~0.3mpa;反应时间为24~28h。

7.根据权利要求1所述的一种基于超声波振动的纳米氢化镁制作方法,其特征在于,在s1置换反应步骤中,反应所需温度为25~28℃。

8.根据权利要求1所述的一种基于超声波振动的纳米氢化镁制作方法,其特征在于,在s2分离步骤中,离心过程中离心机的转速为3500~5000rpm。

9.根据权利要求1所述的一种基于超声波振动的纳米氢化镁制作方法,其特征在于,在s3纯化步骤中,洗涤时所用的洗涤剂为超干二氯甲烷;洗涤3~5次。

10.根据权利要求1所述的一种基于超声波振动的纳米氢化镁制作方法,其特征在于,在s4冻干步骤中,冻干的温度为-78~-59℃。


技术总结
本发明涉及化学工艺的制备技术领域,具体是涉及一种基于超声波振动的纳米氢化镁制作方法。所述纳米氢化镁的超声波振动制作方法包括如下步骤:S1置换反应;S2分离;S3纯化;S4冻干。本发明涉及一种基于超声波振动的纳米氢化镁制作方法,此方法具有耗能低,纯度高,收率高,操作安全简单等优点。利用超声波振动提供高能量的机械剪切力和空化效应,在不需要高温高压的条件下,有效地破碎和细化材料,简化了纳米氢化镁的制备方法和过程。

技术研发人员:霍兆坤,温爱兰
受保护的技术使用者:智城六新数字科技研究院(南京)有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/3/31
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