高纯纳米氢氧化镁

纳米氢氧化镁分子式Mg（OH）₂，白色微细粉，无毒、无味、无腐蚀，相对密度2.36，折射率1.561，350℃开始分解，430℃时分解迅速，490℃时全部分解，溶于强酸溶液及按盐溶液，不溶于水。

（1）光学性质

金属材料的晶粒尺寸减小至纳米级别时，颜色多变为黑色，而且粒径减小。纳米粒子的吸光能力与其颜色成正比。能级的量子尺寸效应及晶粒表面电荷分布也会影响到吸光的过程。晶粒中传导电子能级常常凝聚成很窄的能带而造成窄的吸收带。非线性光学效应成为纳米材料光学性能研究的另外一个方面。

（2）电磁性质

金属材料原子的间距与粒子粒径的变化成正比。所以，当金属晶粒处在纳米范围内时，其密度会随着间距的变小而增大。这样，金属中自由电子的平均自由程就会减小，电导率也随之减小。在磁结构上，粗晶材料和纳米材料具有很大的差异，一般情况下，磁性材料的磁结构是由许多磁畴组成，畴间通过畴壁分隔开来，由畴壁运动实现磁化。在纳米材料中，粒径小于某一临界值时，所有的晶粒都呈现单磁畴结构，而矫顽力显著变大。当纳米材料晶粒尺寸减小时，磁芯材料的磁有序状态会发生根本性的变化。例如，粗晶状态下为铁磁性的材料，在粒径小于某一临界值时，可以转化为超顺磁状态。

（3）化学催化性能

由于纳米材料粒径的变小，表面的原子数将占有很大的比例，吸附能力会加强，化学活性随之增大。所以，在室温条件下，很多金属纳米材料在空气中发生剧烈的氧化反应而燃烧。暴露在大气环境中的无极纳米材料会吸附气体，形成吸附层。利用这一特性，可以使用纳米材料制成气敏原件，实现对不同气体进行检测。金属纳米材料的催化性能表现为在适宜的条件下可催化断裂H-H键、C-C键、C-O键、C-H键等。纳米材料作为催化剂的主要优点有无细孔、无杂成分、自由选择组分、条件温和、使用方便等。

（4）热性质

在组成相的尺寸足够小时，在限制的原子系统中的各种弹性和热力学参数变化，会导致平衡相的改变。通过热重实验分析可知，平均粒径为40nm的纳米铜粒子的熔点由1053℃降至750℃。纳米材料的熔点小于同类的粗晶材料，而比热容大于粗晶材料。

纳米氢氧化镁确保粒子的小尺寸

液膜的厚度限制Mg(OH)2粒子长大，确保粒子的小尺寸

从上述明显看出，Mg(OH)2晶体的成核、生长和终止过程，是在受到液膜厚度限制的环境内完成的，因此厚度足够小的液膜环境限制了Mg(OH)2粒子继续长大。当Mg、OH和包覆剂的浓度确定，各反应物的加料流速不变，反应温度和pH值不变时，液膜的厚度决定了Mg(OH)2粒子是小尺寸的。

包覆剂参与Mg(OH)2粒子的终止过程，也是限制Mg(OH)2粒子继续长大的重要因素之一。制得的产品经XRD测定，按Scherrer公式，由101衍射峰计算得到 Mg(OH)2粒子的粒径为28nm。

氢氧化镁粒径尺寸、粒径和形态的分布可控，确保每批产品质量相同

因为气泡液膜反应器的特殊功能，在液膜中的Mg、OH和包覆剂处在微观混合均匀状态，因此在液膜内Mg(OH)2的局部过饱浓度的分布是均匀的。产品粒径的大小、粒径和形态的分布受Mg(OH)2的局部过饱浓度的分布影响。当Mg、OH和包覆剂的浓度确定，各反应物的加料流速不变，反应温度和pH值不变时，局部过饱浓度的分布和液膜的厚度受搅拌转速控制。气泡液膜反应器设有可精确调控和显示转速的泡罩蝶式搅拌器，以及计量泵、在线pH计和温度计，可以做到精确控制液膜的厚度和Mg(OH)2的局部过饱浓度的均匀性，达到控制Mg(OH)2的粒径尺寸、粒径和形态均匀分布，确保每批产品质量相同。

纳米氢氧化镁抑止团聚

气相界面和新生态纳米粒子的原位包覆抑止团聚

在气泡液膜法制备Mg(OH)2粒子的过程中， Mg(OH)2粒子一旦生成，即新生态粒子，就发生原位包覆，甚至包覆剂参与了Mg(OH)2粒子的终止过程，生成Mg(OH)2胶囊粒子，其表面吸附大量气体，形成气相界面。气相界面和新生态粒子的原位包覆抑止团聚。这是其它制备纳米粒子的方法不易达到的。

实验表明没有加入包覆剂时，在气泡液膜中生成的Mg(OH)2粒子也吸附气体，形成气相界面，抑止团聚，同样可制得疏松型Mg(OH)2纳米粒子。因此，可以用气泡液膜法来生产高纯度氧化镁的前驱体，不带包覆剂的纳米Mg(OH)2。

纳米氢氧化镁减少水排放

初产物为矿化泡沫，易过滤，易洗涤，减少水排放

在气泡液膜中，随着Mg(OH)2胶囊纳米粒子的生成，其表面吸附大量气体，形成气相界面，一方面抑止团聚，另一方面形成矿化泡沫。反应物流出反应器后，矿化泡沫在陈化槽中逐渐漂浮在上层，同时“泌水”，大部分水溶性杂质在下面的水层中，已被分离除去，有利于后续的洗涤。初产物是疏松的矿化泡沫，也易过滤、易洗涤，减少水排放。

疏松型产品在基体中易分散为单个纳米粒子而表现出纳米功能。

由于包覆剂与Mg(OH)2纳米粒子的表面间以化学键结合，形成包覆剂单分子膜，生成胶囊纳米粒子，增加了Mg(OH)2纳米粒子与高分子材料等载体间的相容性，促进Mg(OH)2纳米粒子在载体中的分散性。

由于气泡液膜法生产的Mg(OH)2纳米粒子的表面吸附大量气体，形成气相界面，在纳米Mg(OH)2聚集体中，片状纳米粒子采取无序堆积，产品是疏松型的。当纳米Mg(OH)2添加到高分子材料中，一起加工时，气体受热，迅速膨胀，形成比Mg(OH)2纳米粒子大得多的气泡。气泡周围的高分子熔体产生拉伸应力，将纳米粒子拉开，增加了Mg(OH)2纳米粒子的分散性。这一过程为原位气泡拉伸法制备LDPE/nano-Mg(OH)2复合材料力学性能研究所证实。

纳米氢氧化镁节能降耗

可实施工业规模生产，节能降耗；

Mg和OH被压缩在极薄的液膜内，极大地强化传质，极大地强化沉淀反应，非常有利于包覆剂对初生态Mg(OH)2纳米粒子的包覆。在常温常压下就可顺利起动反应，反应自身所放热量就可维持反应顺利进行，节省能量。

NA-LS-801L连续操作式气泡液膜反应器的中试结果，为气泡液膜法工业规模生产纳米Mg(OH)2提供了必要的数据，打下了良好的基础。在气泡液膜反应器中，反应物料连续通过反应器，只有正处在反应器中的那一部分物料才被搅拌，发生反应，很快流出反应器，而不是将大量的反应物料在反应器中长时间停留，搅拌，返混。因此节能降耗。年产600吨纳米Mg(OH)2的气泡液膜反应器主机的功率仅5KWH，比其它方法的能耗小得多。

可生产系列多品种产品，工艺简练，流畅，设备精巧，易操作，易检修。

纳米氢氧化镁创新点

（1）在国内外首先用气泡液膜法生产纳米Mg(OH)2（已获得国家发明专利证书）；

（2）设计和制造出气泡液膜法的关键设备—气泡液膜反应器；

（3）实现了新生态Mg(OH)2纳米粒子的原位包覆；

（4）Mg(OH)2胶囊纳米粒子形成矿化泡沫，产品易过滤，易洗涤；

（5）纳米粒子间形成气相界面，抑止团聚，疏松型纳米Mg(OH)2产品，有利于在载体中的分散。2100433B