专利名称：具有微米/纳米复合结构的MgO颗粒及其制备方法
技术领域：
本发明属于无机材料技术领域，特别涉及具有微米/纳米复合结构的MgO颗粒及其制备方法。
背景技术：
MgO是一种重要的无机化工产品，可用于耐火材料、冶金、橡胶、油漆、造纸等工业领域。与普通MgO材料相比，纳米MgO具有更大的比表面积和特殊的物理性质，可用作抗菌材料、催化剂载体、吸波材料、橡胶和塑料的添加剂等。在实际应用中，纳米MgO存在的主要问题之一是:容易发生团聚和吸附，流动性差，不便于处理和使用。
发明内容
本发明的目的之一是提供具有微米/纳米复合结构的MgO颗粒。本发明的目的 之二是提供一种具有微米/纳米复合结构的MgO颗粒的制备方法。本发明的具有微米/纳米复合结构的MgO颗粒是在粒径为微米的MgO颗粒的表面包覆有大小为纳米尺寸的MgO纳米片，所述的MgO纳米片的厚度为IOnm彡厚度彡lOOnm。所述的具有微米/纳米复合结构的MgO颗粒的形貌近似为球形。由所述的具有微米/纳米复合结构的MgO颗粒组成的粉体，其粉体的比表面积大于20m2/g。所述的具有微米/纳米复合结构的MgO颗粒的粒径为10 μ m彡粒径彡100 μ m。本发明的具有微米/纳米复合结构的MgO颗粒的制备方法包括以下步骤:(I)以普通商用粒径为微米的MgO粉末为原料，将MgO原料粉末与无水乙醇混合制成浆料，其中浆料中的MgO原料粉末所占的重量百分数为30%彡重量百分数彡70% ;然后采用喷雾干燥的方法进行造粒，得到造粒粉末；(2)将步骤(I)得到的造粒粉末通过送粉器送入氧炔焰中，造粒粉末受热被全部或部分熔融之后，喷淬到水中进行冷却，得到表面包覆有大小为纳米尺寸的Mg(OH)2纳米片的MgO颗粒(该表面包覆有大小为纳米尺寸的Mg(OH)2纳米片的MgO颗粒中的MgO颗粒的粒径基本保持MgO原料粉末的微米粒径)，所述的Mg(OH)2纳米片的厚度为IOnm <厚度^ IOOnm ；(3)将步骤(2)得到的表面包覆有Mg(OH)2纳米片的MgO颗粒，在温度不低于300V且不高于500°C的温度范围内煅烧0.5^2小时，得到具有微米/纳米复合结构的MgO颗粒。所得具有微米/纳米复合结构的MgO颗粒的粒径为10 μ m <粒径< 100 μ m。所述的表面包覆有大小为纳米尺寸的Mg(OH)2纳米片的MgO颗粒的形貌近似为球形。本发明将粒径为微米的MgO原料粉末进行造粒之后，采用火焰喷淬方法制备出表面包覆有大小为纳米尺寸的Mg(OH)2纳米片的形貌近似为球形的MgO颗粒，再经煅烧处理得到具有微米/纳米复合结构的MgO颗粒。由这种具有微米/纳米复合结构的MgO颗粒组成的粉体，既具有较大的比表面积，又具备良好的流动性，有助于解决纳米MgO不便处理和使用的问题。本发明的具有微米/纳米复合结构的MgO颗粒可应用于污水处理、催化剂载体、橡胶和塑料的添加剂等领域。
图1.本发明实施例1所制备的具有微米/纳米复合结构的MgO颗粒的SEM照片。(a)为低倍SEM照片，显示出颗粒形态的具有微米/纳米复合结构的MgO颗粒的形貌近似为球形；(b)为高倍SEM照片，显示出包覆在MgO颗粒表面的MgO纳米片。
具体实施例方式为了能更好地理解本发明，下面结合具体实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明不仅仅局限于下面所列举的实施例。实施例1.
( I )以普通商用粒径为微米的MgO粉末为原料，将MgO原料粉末与无水乙醇混合制成浆料，其中浆料中的MgO原料粉末所占的重量百分数为50% ;然后采用喷雾干燥的方法进行造粒，得到造粒粉末；( 2 )将步骤(I)得到的造粒粉末通过送粉器送入氧炔焰中，造粒粉末受热被全部或部分熔融之后，喷淬到水中进行冷却，得到表面包覆有大小为纳米尺寸的Mg(OH)2纳米片的形貌近似为球形的MgO颗粒，所述的Mg(OH)2纳米片的厚度为2(T80nm ；(3)将步骤(2)得到的表面包覆有Mg(OH)2纳米片的MgO颗粒，在温度为350°C下煅烧I小时，得到具有微米/纳米复合结构的MgO颗粒。由图1的SEM观察显示出，最终得到的具有微米/纳米复合结构的MgO颗粒形态的形貌呈近似球形，粒径为15 70 μ m,颗粒表面包覆有大小为纳米尺寸的MgO纳米片，纳米片的厚度为2(T80nm。比表面积的测试表明，由上述具有微米/纳米复合结构的MgO颗粒组成的粉体，其比表面积为25m2/g。实施例2.
( I)以普通商用粒径为微米的MgO粉末为原料，将MgO原料粉末与无水乙醇混合制成浆料，其中浆料中的MgO原料粉末所占的重量百分数为30% ;然后采用喷雾干燥的方法进行造粒，得到造粒粉末；( 2 )将步骤(I)得到的造粒粉末通过送粉器送入氧炔焰中，造粒粉末受热被全部或部分熔融之后，喷淬到水中进行冷却，得到表面包覆有大小为纳米尺寸的Mg(OH)2纳米片的形貌近似为球形的MgO颗粒，所述的Mg(OH)2纳米片的厚度为l(T60nm ；(3)将步骤(2)得到的表面包覆有Mg(OH)2纳米片的MgO颗粒，在温度为300°C下煅烧2小时，得到具有微米/纳米复合结构的MgO颗粒。最终得到的具有微米/纳米复合结构的MgO颗粒形态的形貌呈近似球形，粒径为25 100 μ m，颗粒表面包覆有大小为纳米尺寸的MgO纳米片，纳米片的厚度为l(T60nm。比表面积的测试表明，由上述具有微米/纳米复合结构的MgO颗粒组成的粉体，其比表面积为28m2/g。实施例3.
( I)以普通商用粒径为微米的MgO粉末为原料，将MgO原料粉末与无水乙醇混合制成浆料，其中浆料中的MgO原料粉末所占的重量百分数为70% ;然后采用喷雾干燥的方法进行造粒，得到造粒粉末；(2)将步骤(I)得到的造粒粉末通过送粉器送入氧炔焰中，造粒粉末受热被全部或部分熔融之后，喷淬到水中进行冷却，得到表面包覆有大小为纳米尺寸的Mg(OH)2纳米片的形貌近似为球形的MgO颗粒，所述的Mg(OH)2纳米片的厚度为2(Tl00nm ；(3)将步骤(2)得到的表面包覆有Mg(OH)2纳米片的MgO颗粒，在温度为500°C下煅烧0.5小时，得到具有微米/纳米复合结构的MgO颗粒。最终得到的具有微米/纳米复合结构的MgO颗粒形态的形貌呈近似球形，粒径为1(Γ50 μ m，颗粒表面包覆有大小为纳米尺寸的MgO纳米片，纳米片的厚度为2(Tl00nm。比表面积的测试表明，由上述具有微米/纳米复合结构的MgO颗粒组成的粉体，其比表面积为2 lm2/g0·
权利要求
1.一种具有微米/纳米复合结构的MgO颗粒，其特征是:所述的具有微米/纳米复合结构的MgO颗粒是在粒径为微米的MgO颗粒的表面包覆有大小为纳米尺寸的MgO纳米片，所述的MgO纳米片的厚度为IOnm彡厚度彡lOOnm。
2.根据权利要求1所述的具有微米/纳米复合结构的MgO颗粒，其特征是:所述的具有微米/纳米复合结构的MgO颗粒的形貌近似为球形。
3.根据权利要求1或2所述的具有微米/纳米复合结构的MgO颗粒，其特征是:所述的具有微米/纳米复合结构的MgO颗粒的粒径为10 μ m <粒径< 100 μ m。
4.根据权利要求3所述的具有微米/纳米复合结构的MgO颗粒，其特征是:由所述的具有微米/纳米复合结构的MgO颗粒组成的粉体，其粉体的比表面积大于20m2/g。
5.一种根据权利要求Γ3任意一项所述的具有微米/纳米复合结构的MgO颗粒的制备方法，其特征是，所述的方法包括以下步骤: (1)以粒径为微米的MgO粉末为原料，将MgO原料粉末与无水乙醇混合制成浆料，其中浆料中的MgO原料粉末所占的重量百分数为30% <重量百分数< 70% ;然后采用喷雾干燥的方法进行造粒，得到造粒粉末； (2)将步骤(I)得到的造粒粉末通过送粉器送入氧炔焰中，造粒粉末受热被全部或部分熔融之后，喷淬到水中进行冷却，得到表面包覆有大小为纳米尺寸的Mg(OH)2纳米片的MgO颗粒，所述的Mg(OH)2纳米片的厚度为IOnm彡厚度彡IOOnm ； (3)将步骤(2)得到的表面包覆有Mg(OH)2纳米片的MgO颗粒，在温度不低于300°C且不高于500°C的温度范围内煅烧0.5^2小时，得到具有微米/纳米复合结构的MgO颗粒。
6.根据权利要 求5所述的制备方法，其特征是:所述的表面包覆有大小为纳米尺寸的Mg(OH)2纳米片的MgO颗粒的形貌近似为球形。
全文摘要
本发明属于无机材料技术领域，特别涉及具有微米/纳米复合结构的MgO颗粒及其制备方法。本发明将粒径为微米的MgO原料粉末进行造粒之后，采用火焰喷淬方法制备出表面包覆有大小为纳米尺寸的Mg(OH)2纳米片的形貌近似为球形的MgO颗粒，再经煅烧处理得到在粒径为微米的MgO颗粒的表面包覆有大小为纳米尺寸的MgO纳米片的具有微米/纳米复合结构的MgO颗粒。由这种具有微米/纳米复合结构的MgO颗粒组成的粉体，既具有较大的比表面积，又具备良好的流动性，有助于解决纳米MgO不便处理和使用的问题。本发明的具有微米/纳米复合结构的MgO颗粒可应用于污水处理、催化剂载体、橡胶和塑料的添加剂等领域。
文档编号B82Y30/00GK103073032SQ20121053556
公开日2013年5月1日 申请日期2012年12月12日 优先权日2012年12月12日
发明者刘光华, 李江涛 申请人:中国科学院理化技术研究所