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Herstellung von hexagonalem Magnesiumhydroxid mittels Kristallisations-Hydrothermalverfahren

Hebei Messi Biology Co., Ltd. gab bekannt, dass Magnesiumhydroxid (Magnesiumhydroxid) als wichtiges chemisches Produkt und Zwischenprodukt ein breites Anwendungsspektrum hat. Im Umweltschutzbereich gilt es als „grünes und sicheres Wasseraufbereitungsmittel“ und kann zur Neutralisierung saurer Abwässer, zur Entfärbung von Druck- und Färbereiabwässern, zur Schwermetallentfernung und zur Rauchgasentschwefelung eingesetzt werden. Es kann auch als Antazidum, antibakterielles Bakterizid, Papierschutzmittel und als Vorstufe zur Herstellung von Magnesiumoxid eingesetzt werden. Als umweltfreundliches anorganisches Flammschutzmittel bietet Magnesiumhydroxid die Vorteile von Umweltschutz, hoher thermischer Stabilität, Flammhemmung, Rauchbeseitigung und Tropffestigkeit und ist ein hochaktuelles Thema in der Wissenschaft. Bei Raumtemperatur synthetisiertes Magnesiumhydroxid besteht jedoch meist aus agglomerierten Feststoffen mit einer geringen durchschnittlichen Partikelgröße eines einzelnen Partikels, einer großen spezifischen Oberfläche (BET), einer hohen Oberflächenpolarität und mikroskopischen Spannung der (101)- und (110)-Ebenen. Die Körner vereinigen sich leicht wieder. Die Dispersion in hochmolekularen Polymermaterialien ist schlecht, was die Verarbeitungsleistung von Verbundwerkstoffen beeinträchtigt.

Magnesium hydroxide is not just a flame retardant

Hebei Messi Biology Co., Ltd. erklärte, dass die hydrothermale Modifizierungstechnologie eine effektive Methode sei, um die Oberflächenpolarität und Oberflächenmikrospannung von Magnesiumhydroxid zu reduzieren, die Kristallinität zu verbessern und die Partikeldispergierbarkeit zu erhöhen. Aufgrund der hohen Hydratationseigenschaften von Magnesiumhydroxid führt die direkte hydrothermale Magnesiumhydroxid-Aufschlämmung jedoch zu einer großen Menge Kristallwasser auf der Oberfläche des neuen Keims, was die Überlagerung von Wachstumseinheiten auf der Oberfläche des neuen Keims behindert und das Kristallwachstum hemmt. Daher dauert die hydrothermale Behandlung lange und ist energieintensiv. Die Forscher untersuchten außerdem die Zugabe von Magnesiumhydroxid-Filterkuchen zum hydrothermalen Mineralisator, um die Hydrothermalzeit zu verkürzen und die Dispergierbarkeit des Magnesiumhydroxids zu verbessern.

Die Hydrothermalbehandlung in CaCl₂-Lösung liefert flockiges Magnesiumhydroxid mit einer durchschnittlichen Partikelgröße von etwa 0,3–0,7 μm und einem BET-Wert von 10,5 m²·g⁻¹. Die Reinheit des Magnesiumhydroxids nimmt jedoch durch die Ca₂+-Zugabe zwangsläufig ab. Durch die Hydrothermalbehandlung in Monoethanolaminlösung lässt sich flockiges Magnesiumhydroxid mit einer durchschnittlichen Partikelgröße von 0,3–0,4 μm herstellen. Durch die Hydrothermalbehandlung in KOH-Lösung lässt sich flockiges Magnesiumhydroxid mit einer Reinheit von 98,88 %, einem BET-Wert von 10,11 m²·g⁻¹ und einer (101)-Oberflächenmikrospannung von 2,57 × 10⁻³ erhalten. Obwohl die Einführung des oben genannten hydrothermalen Mineralisators die hydrothermale Zeit deutlich verkürzen kann, ist eine Wiederverwendung des hydrothermalen Mineralisators im System bisher nicht möglich.

Hebei Messi Biology Co., Ltd. verwendet 4mol·l-1NaOH als hydrothermalen Mineralisator und führt eine 8-stündige hydrothermale Behandlung bei 200 °C durch, um hexagonales, flockiges Magnesiumhydroxid mit einer durchschnittlichen Partikelgröße von ca. 0,25 μm, einer Dicke von ca. 61 nm und einem Agglomerationsindex von 10,95 herzustellen. Um die hydrothermale Zeit zu verkürzen, die hydrothermale Temperatur zu senken und flammhemmendes Magnesiumhydroxid effizient herzustellen, das dem Standard für flammhemmendes Magnesiumhydroxid der ersten Stufe entspricht, untersucht diese Arbeit systematisch die modifizierende Wirkung von hochkonzentriertem Natriumhydroxid auf hydrothermale Mineralisatoren auf Grundlage früherer Arbeiten. Nach Verdünnung kann Natriumhydroxid als Fällungsmittel zur Herstellung eines Magnesiumhydroxid-Vorläufers verwendet werden. Das durch die Reaktionskristallisation von Magnesiumhydroxid gewonnene Natriumchloridfiltrat kann als Auskleidungsflüssigkeit für die Reaktion verwendet werden, um die Übersättigung des Systems zu verringern und die Filtrationsleistung des Produkts bei Raumtemperatur zu verbessern. Außerdem kann durch Elektrolyse Natriumhydroxid erzeugt werden, um ein Recycling der Ressourcen zu erreichen.

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