熔鹽法制備氧化鎂的反應機理及其動力學研究.pdf

1、熔鹽合成法是近代發(fā)展起來的一種材料合成方法,采用一種或幾種熔點較低的鹽類作為反應的介質,利用在熔融鹽中,合成的反應物具有一定的溶解度這一特征,使反應物在熔融鹽的液相中實現(xiàn)原子尺度的充分混合,使合成反應在較短的時間內和在較低的溫度下完成。熔鹽法具有工藝簡單、合成溫度低、保溫時間短、合成的粉體化學成分均勻、晶體形貌好、物相純度高等優(yōu)點。
　　 本實驗以氯化鋰(LiCl)、硝酸鉀(KNO3)和硝酸鈉(NaNO3)等鹽類為反應介質,無水

2、氯化鎂(MgCl2)、六水氯化鎂(MgCl2·6H2O)和碳酸鈣(CaCO3)為反應原料,采用熔鹽合成法制備了氧化鎂粉體。借助掃描電子顯微鏡(SEM)、X-射線衍射儀(XRD)、熱重-差示掃描綜合熱分析儀(TG-DSC)等手段對反應過程及產物進行了分析和表征。研究結果表明:反應溫度為430℃時反應生成物中有MgO相生成,隨著熱處理溫度的升高,MgO的生成量增多,結晶程度有所完善,650℃熱處理后產物主要由MgO晶體組成；熔鹽介質反應過程

3、中,Mg2+離子與Ca2+離子發(fā)生置換反應,生成白云石和碳酸鎂等中間產物,白云石最終轉變?yōu)樘妓徭V,碳酸鎂分解得到氧化鎂。通過EDTA絡合滴定法測定產物中的鈣鎂離子的量,依據固液相反應動力學原理計算得到化學反應速度控制過程Ke=3.30×102exp(-1.49×104/8.314T)和擴散速度控制過程Kd=8.93×102exp(-7.06×104/8.314T)。反應前期,置換反應受化學反應速度控制,反應中后期,當形成一定厚度的產物層