鈦酸鎂

鈦酸鎂

鈦酸鎂是化學物質,分子式是Mg2TiO4。主要用作陶瓷介電元件中的添加劑,還可用作駐極體而用於交流發電機、射線測定器裝置中。

基本信息

中文名稱:鈦酸鎂

英文名稱:Magnesium titanium oxide

英文別名:Magnesium titanate,powder,<2 μm;Magnesium titanate;magnesium,oxygen(2-),titanium(4+);

CAS號:12032-30-3

分子式:MgOTi

分子量:120.17000

精確質量:119.91800

PSA:63.19000

物理性質

1. 性狀:白色粉末。

2. 密度(g/mL,25℃):3.91

3. 熔點(ºC):1630

存儲方法

常溫密閉,陰涼通風乾燥處

合成方法

即在氫氣氛中可用TiO與Mg的混合物加熱到1500℃生成MgTiO。

另外,TiO與MgCl在高溫下也生成MgTiO

主要用途

主要用作陶瓷介電元件中的添加劑,還可用作駐極體而用於交流發電機、射線測定器裝置中。

系統編號

CAS號:12032-35-8

MDL號:MFCD00016198

EINECS號:234-770-6

安全信息

WGK Germany:3

毒理學數據

主要的刺激性影響:

在皮膚上面:刺激皮膚和黏膜

在眼睛上面:刺激的影響

致敏作用:沒有已知的敏化現象

計算化學數據

1、 拓撲分子極性表面積(TPSA):3

2、 重原子數量:5

3、 表面電荷:0

4、 複雜度:0

5、 同位素原子數量:0

6、 確定原子立構中心數量: 0

7、 不確定原子立構中心數量:0

8、 確定化學鍵立構中心數量:0

9、 不確定化學鍵立構中心數量:0

10、 共價鍵單元數量:5

11、 氫鍵供體數量:0

12、 氫鍵受體數量:3

13、 可旋轉化學鍵數量:0

生態學數據

通常對水體是稍微有害的,不要將未稀釋或大量產品接觸地下水,水道或污水系統,未經政府許可勿將材料排入周圍環境。

性質與穩定性

常溫常壓下穩定。

避免光,明火,高溫。能緩慢地溶於稀HCl中,在濃HCl中溶解速度很快,也溶於NHHSO的熔融液中。

燃燒法合成鈦酸鎂

1、方法與原理

(1) 燃燒合成法

燃燒合成法是將相應可溶性金屬硝酸鹽(氧化劑)和有機燃料(如尿素或檸檬酸等)的混合物放置在一定溫度的環境下點燃引發劇烈的氧化-還原反應,一旦點燃,反應將由氧化-還原反應所放出的熱量維持自動進行,整個燃燒過程可在數分鐘內完成,且有大量氣體逸出,產物為疏鬆的泡沫狀固體。燃燒法具有反應時間短、製得的產物純度高、粒度小、分布均勻及比表面積大等特點,在試驗研究中套用較為普遍。

(2)氧化劑(金屬硝酸鹽)與燃料配比的計算

根據推進劑化學理論,燃燒產物一般是CO,HO和N,元素C,H作為還原劑,其化合價是+4價和+1價;元素O作為氧化劑,化合價為-2價;而N是中性元素,化合價為零價。

Ca為+2價的還原劑,本文以Mg(NO)·6HO和檸檬酸為原料,Mg(NO)·6HO的總化合價為+2+0×2+(-2)×6=-10,為氧化劑(因為結晶水不影響硝酸鹽的總化合價的計算);CHO·HO的總化合價為(+4)×6+(+1)×8+(-2)×7=+18,為還原劑。本文合成的產物為MgTiO,Mg 與Ti 的摩爾比為2:1,Mg(NO)·6HO的總化合價為-10,Ti 在反應過程中生成TiO(NO),其化合價為-10,則2moLMg(NO)·6HO和1moLTiO(NO)的總化合價為-30,所以氧化劑和檸檬酸的摩爾比為18:30,即檸檬酸與硝酸鹽的化學計量比為1.67:1,在本實驗中取1.5作為燃料與金屬離子的配比。如以尿素為燃料,CO(NH)的總化合價為+6,則尿素與硝酸鹽的摩爾比為30:6,即化學計量比為5:1,但為了和檸檬酸相對比,本實驗中尿素與金屬離子的配比仍取1.5:1。

2、’實驗過程與反應機理

根據推進劑化學理論,計算出檸檬酸與金屬離子的比為1.5:1。乙二醇的量是根據原始的Pechini方法中的EG:CA=4確定的,因此製備MgTiO所需原料的化學計量配比為:[Mg ]:[Ti ]=2:1;檸檬酸(或尿素):[Mg +Ti ]=1.5:1;乙二醇:檸檬酸(或尿素)=4:1;濃硝酸為1mL;稀土離子的摻雜濃度為0.05moL%。製備步驟為:

(1)按化學計量比分別稱取一定量的Mg(NO)·6HO,檸檬酸(或尿素),PrO(或其他稀土氧化物);

(2)按化學計量比量取一定量的鈦酸丁酯(Ti(OCH))溶液緩慢滴加到適量的乙二醇溶液中,打開磁力攪拌器開始加熱至80ºC,將檸檬酸(或尿素)加入到攪拌的Ti-乙二醇溶液中,攪拌至完全溶解,得到溶液A;

(3)將PrO(或其他稀土氧化物)溶解於濃硝酸得到硝酸鐠溶液,將稱量好的Mg(NO)·6HO用少量的水溶解,得到硝酸鎂溶液,將硝酸鐠溶液和硝酸鎂溶液混合,得到硝酸鹽溶液B;

(4)將硝酸鹽溶液B加入到A溶液中,在80ºC加熱攪拌1h,得到溶膠C;

(5)取少量的溶膠C於剛玉坩堝中,置於馬弗爐中在一定溫度下進行燃燒反應,溶膠迅速沸騰、蒸發、膨脹、燃燒並伴隨大量的氣體放出,整個過程在五分鐘內完成,待冷卻後,可觀察到產物為疏鬆多孔的白色固體,稍加研磨,即可成很細的白色粉末;

(6)採用XRD、SEM、FL(螢光光譜)對樣品進行測試分析。

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