一种快速沉淀制备氢氧化镁二维纳米片的方法与流程

本发明涉及纳米材料制备技术领域，具体涉及一种快速沉淀制备氢氧化镁二维纳米片的方法。

背景技术：

氢氧化镁（Mg(OH)2）属于金属氢氧化物，因其特殊的晶体结构以及其衍生氧化物使这种物质在储能阻燃，电极包覆，以及催化等诸多领域具有广泛的潜在应用。快速大量制备此电极材料制备及离子导体材料合成领域具有广泛用途。尤其是其特殊的二维结构具有定向的电子离子传导方向，强大的应力承受能力以及短的轴向离子传输路径，被认为是十分重要纳米材料分支。现有制备二维Mg(OH)2纳米材料的方法主要是利用碱液，草酸钠，氨水在水热釜中制备。该制备方法需要在高温高压下，耗时长，成本高，安全性差，产量低。因此，发明一种可以简单、快速制备二维Mg(OH)2纳米材料的方法将在未来的工业化，以及大量应用生产尤为重要。沉淀法在制备材料中具有高效，快速，简洁等多种优秀特征。但是同时，沉淀反应的快速析晶使得制备、调控沿特定维度纳米材料：比如二维纳米材料，具有很大的挑战性。

技术实现要素：

针对现有技术不足或改进需求，本发明提供一种快速沉淀制备氢氧化镁二维纳米片的方法，该方法在制备材料中具有高效、快速、简洁等多种优秀特征，克服了沉淀反应的快速析晶导致的调控二维纳米材料的巨大挑战性，制备出二维纳米材料Mg(OH)2，利用碳酸氢钠为沉淀剂快速沉淀出目标材料。NaHCO3具有低解离系数，可以缓慢的释放出OH^-离子，平衡材料的生长速度和扩散速度，使得材料在生长过程中可以定向的按照二维方向生长。本发明提供一种具有优异性能的Mg(OH)2纳米片的形貌和物相调控方法。

为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：

本发明提供一种快速沉淀制备氢氧化镁二维纳米片的方法，其特征在于，以Mg(NO3)2和NaHCO3为原料，利用液相沉淀法进行合成，氢氧化镁二维纳米片原料是由下述重量份的组分组成：

浓度为0.19-0.58%的Mg(NO3)2·6H2O 50-60份

浓度为0.42-0.59%的NaHCO3溶液 40-50份

步骤一，将上述Mg(NO3)2·6H2O和NaHCO3溶解于水中，以200-500r/min持续搅拌10-20分钟；

步骤二，将步骤一所得混合物料用高速离心机以3500-5000r/min，离心5-10分钟；

步骤三，将所得浅白色沉淀物用96 %乙醇溶液清洗1-3次；

步骤四，将步骤三所得物料在60-80℃干燥5-12小时，即得氢氧化镁二维纳米片。

所述步骤一中溶液反应环境温度为60-70℃

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明使用液相室温沉淀法进行材料制备，与传统水热法比较，该方法操作简单，所制备的产物形貌新颖、质量稳定。

附图说明

图1为实施例1中Mg(OH)2纳米片X射线衍射（XRD）图。

图2为实施例1中Mg(OH)2纳米片扫描电子显微镜（SEM）测试图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明的制备方法做进一步说明：

实施例1：

本发明提供一种快速沉淀制备氢氧化镁二维纳米片的方法。本方法以Mg(NO3)2和NaHCO3为原料，利用液相沉淀法进行合成，通过如下技术方实现：

在65℃下，将520g浓度为0.19%的Mg(NO3)2·6H2O和480g浓度为0.42%的NaHCO3溶解于水中，以300r/min持续搅拌10分钟；将所得混合物料用高速离心机以5000r/min，离心5分钟；将所得浅白色沉淀物用96 %的乙醇清洗3次；将所得物料在60℃干燥12小时，即得氢氧化镁二维纳米片。

XRD结果如图1产品结构为氢氧化镁，形貌如图2所示，是纳米级的片状结构，纳米片的宽度为500nm左右。

实施例2：

本发明提供一种快速沉淀制备氢氧化镁二维纳米片的方法。本方法以Mg(NO3)2和NaHCO3为原料，利用液相沉淀法进行合成，通过如下技术方实现：

在65℃下，将540g浓度为0.38%的Mg(NO3)2·6H2O和460g浓度为0.50%的NaHCO3溶解于水中，以300r/min持续搅拌10分钟；将所得混合物料用高速离心机以5000r/min，离心5分钟；将所得浅白色沉淀物用96 %的乙醇清洗3次；将所得物料在60℃干燥12小时，即得氢氧化镁二维纳米片。

实施例3：

本发明提供一种快速沉淀制备氢氧化镁二维纳米片的方法。本方法以Mg(NO3)2和NaHCO3为原料，利用液相沉淀法进行合成，通过如下技术方实现：

在65℃下，将580g浓度为0.58%的Mg(NO3)2·6H2O和420g浓度为0.59%的NaHCO3溶解于水中，以300r/min持续搅拌10分钟；将所得混合物料用高速离心机以5000r/min，离心5分钟；将所得浅白色沉淀物用96 %的乙醇清洗3次；将所得物料在60℃干燥12小时，即得氢氧化镁二维纳米片。