中國粉體網(wǎng)訊 氧化鎂有很廣的用途，可用于煉鋼工業(yè)、冶金工業(yè)、橡膠工業(yè)、醫(yī)藥、造紙工業(yè)、染料、油漆、食品、填料和化妝品等傳統(tǒng)領(lǐng)域。
近年來，隨著人類生活水平的提高，自然環(huán)境也不斷惡化，各種細(xì)菌、病毒層出不窮，人們迫切需要找到一種高效的滅菌劑。納米氧化鎂脫穎而出，這是因?yàn)樗缺砻娣e大，表面有很多晶格缺陷，對(duì)細(xì)菌和病毒有很強(qiáng)的滅殺性。另外，納米氧化鎂具有質(zhì)量輕、顏色淺等突出的優(yōu)點(diǎn)，能夠有效地吸收和衰減入射雷達(dá)波，可制備雷達(dá)吸波材料。此外，納米氧化鎂還能應(yīng)用在催化劑、納米陶瓷等新興行業(yè)。
然而，普通氧化鎂卻難以滿足這些新的應(yīng)用要求，因此納米氧化鎂材料的制備和應(yīng)用研究顯得尤為重要。
3大制備方法總結(jié)
納米氧化物粉末的制備方法很多，通常情況下，按照原料的存在形態(tài)可分為三類，即固相法、液相法和氣相法。
固相法
固相法是把固相反應(yīng)物料，用機(jī)械混合、磨碎等到達(dá)一定的細(xì)度，在一定的溫度下發(fā)生反應(yīng)，或者進(jìn)一步提供機(jī)械能，使反應(yīng)物料發(fā)生一系列的物理或化學(xué)反應(yīng)，從而得到所需的氧化物粉末。主要有機(jī)械球磨法、固相反應(yīng)法等。
（1）機(jī)械球磨法
該法的優(yōu)點(diǎn)是工藝簡(jiǎn)單、產(chǎn)量高以及成本低等，但缺點(diǎn)是得到的納米粒子粒徑很難小于100nm、易混入雜質(zhì)、粒子形狀和粒徑分布難以控制等，因此通常用于對(duì)粉體粒徑要求不高的工業(yè)場(chǎng)合。
（2）固相反應(yīng)法
指固體物料在一定溫度下反應(yīng)或者分解而制得納米氧化鎂。根據(jù)不同的反應(yīng)溫度，分為低溫固相反應(yīng)法、室溫固相反應(yīng)法和高溫固相反應(yīng)法等三種。
該法的優(yōu)點(diǎn)是反應(yīng)條件易于控制和掌握、產(chǎn)物的產(chǎn)率高等，但缺點(diǎn)是產(chǎn)品的結(jié)晶度低、粒子大小不一、化學(xué)組成不均勻等。
液相法
液相法又俗稱濕化學(xué)法，是指從可溶性鹽的混合溶液中制備相應(yīng)的氧化物粉體的方法，常見的主要有水熱法、溶膠-凝膠法、直接沉淀法、均勻沉淀法、乳液法等。
（1）水熱法
指在密閉容器中，蒸汽或水溶液在高溫高壓的環(huán)境下進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)，然后經(jīng)過一系列處理得到納米粒子的方法。
水熱法特點(diǎn)是產(chǎn)品粒度易控制、純度高、分散性好，但反應(yīng)的條件十分苛刻，實(shí)際操作比較困難。
（2）溶膠-凝膠法
是一種條件相對(duì)溫和的制備方法，在有機(jī)介質(zhì)(通常為乙醇等)中有機(jī)鹽或無機(jī)鹽進(jìn)行水解、縮合等反應(yīng)，在溶液形成穩(wěn)定凝膠，再經(jīng)過一系列的處理獲得納米氧化物的方法。
具有實(shí)驗(yàn)操作簡(jiǎn)單、反應(yīng)溫和、副產(chǎn)物少，粉體分散性好、粒度分布均勻等優(yōu)點(diǎn)。但也存在反應(yīng)周期長(zhǎng)、制備成本高等缺點(diǎn)。
（3）直接沉淀法
是指沉淀劑直接滴加到可溶性鎂鹽溶液中，調(diào)節(jié)實(shí)驗(yàn)條件，讓沉淀從溶液中析出，清洗除去陰離子，再經(jīng)過熱分解等得到產(chǎn)品的方法。
該方法具有雜質(zhì)含量少、經(jīng)濟(jì)成本低、操作簡(jiǎn)單易行、設(shè)備和技術(shù)要求低等優(yōu)點(diǎn)，然而也存在團(tuán)聚嚴(yán)重、分散性差、粒度分布寬等不足之處。
（4）均勻沉淀法
指沉淀劑不需直接加入，而是通過化學(xué)反應(yīng)使沉淀劑均勻、緩慢地釋放出來，然后和可溶性鎂鹽反應(yīng)生成沉淀，再經(jīng)過煅燒制得納米氧化鎂的方法。
均勻沉淀法的優(yōu)點(diǎn)是沉淀物的顆粒吸附雜質(zhì)少、團(tuán)聚少、顆粒分布窄等。
（5）乳液法
通過機(jī)械攪拌或者超聲波等方式，把油相（通常是碳?xì)浠衔铮�、水、電解質(zhì)、表面活性劑（通常含有助表面活性劑）等組分混合均勻，形成均一、穩(wěn)定的混合物體系。
乳液法具有制備經(jīng)濟(jì)成本低、形狀規(guī)則粒徑可控、顆粒粒度分布均勻、球形度良好等優(yōu)點(diǎn)。
氣相法
氣相法按照反應(yīng)類型，可分為物理沉積法和化學(xué)沉積法。
物理沉積法是指在真空條件下，氧化物被高溫?zé)嵩矗娀 ⒌入x子體等）加熱并氣化，最終凝聚沉積為粒子的方法。
化學(xué)沉積法是指兩種或以上的揮發(fā)性金屬單質(zhì)或金屬化合物蒸汽，在反應(yīng)室內(nèi)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成化合物的方法。
氣相法的優(yōu)點(diǎn)是反應(yīng)氛圍可調(diào)、雜質(zhì)含量少、組分的含量可控、產(chǎn)品的射線衍射尖銳。但缺點(diǎn)是設(shè)備要求高、制備工藝較復(fù)雜、成本高能耗高、投資資金大等。
6類應(yīng)用領(lǐng)域
氧化鎂顆粒細(xì)微化至納米級(jí)別后，它具有納米材料的通性，即表面效應(yīng)、宏觀量子隧道效應(yīng)、體積效應(yīng)和量子尺寸效應(yīng)。因而納米氧化鎂具有一系列新奇的熱、光、電、磁及化學(xué)特性。它是一種精細(xì)的新型高功能無機(jī)材料，不僅具有普通氧化鎂的用途，而且還有全新的用途。
1.納米陶瓷領(lǐng)域
納米陶瓷是指陶瓷的晶粒尺寸、缺陷尺寸、第二相分布等顯微結(jié)構(gòu)都處在納米級(jí)別的陶瓷。
它通常由無團(tuán)聚的納米氧化鈦、氧化鋯等顆粒經(jīng)高溫?zé)Y(jié)法或者熱壓法制成，它的優(yōu)點(diǎn)是超塑性好、強(qiáng)度和硬度較大、燒結(jié)溫度較低等。
2.催化劑領(lǐng)域
納米顆粒的比表面積很大，因此表面效應(yīng)非常顯著，納米氧化鎂在這方面表現(xiàn)得尤為突出。氧化鎂納米顆粒的比表面積值隨著納米顆粒的細(xì)化，增加的非常明顯，其表面能也迅速升高。
因此，它的吸附性很強(qiáng)、表面活性很高、表面原子利用率也很高，可為催化劑提供吸附基點(diǎn)。
此外，納米氧化鎂作為催化劑還可把催化合成法制備乙酰丙酮產(chǎn)品的收率從80%提高到95%。
3.殺菌領(lǐng)域
納米氧化鎂的比表面積很高，表面有很多的晶格缺陷使其帶正電，而芽孢和大腸桿菌等細(xì)菌吸附氮?dú)夂蟊砻鎺ж?fù)電，兩者間強(qiáng)烈的相互作用會(huì)對(duì)真菌、細(xì)菌和病毒等微生物表現(xiàn)出較高的殺滅性。
納米氧化鎂具有無臭無毒、原料豐富、殺菌條件簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，因此作為一種新型殺菌材料，展現(xiàn)出了誘人的廣闊前景。
4.國防領(lǐng)域
國防應(yīng)用中，雷達(dá)波具有重要的應(yīng)用價(jià)值，因此吸波材料的研究對(duì)國防具有重要的意義。
納米氧化鎂具有顏色淺、質(zhì)量輕、吸波能力強(qiáng)、厚度薄等優(yōu)點(diǎn)，能對(duì)雷達(dá)入射波進(jìn)行靈活有效的衰減、吸收，因此作為吸收雷達(dá)波的隱身材料而得到廣泛的應(yīng)用。
作為國防用雷達(dá)波吸收的一種新材料，納米氧化鎂應(yīng)用前景誘人，在雷達(dá)吸波材料中的研究已成為研究熱點(diǎn)之一。
5.涂料領(lǐng)域
瑞利光散射理論表明，粒徑小于100nm的納米粒子在可見光的照射下不產(chǎn)生有色光的發(fā)射而呈透明狀。
把閃光鋁粉摻加到納米氧化鎂粉體中，在鋁粉表面一部分入射光發(fā)生反射，而透過氧化鎂納米粒子另一部分入射光發(fā)生色散，形成的散光涂層的隨角散射性能異常獨(dú)特。
在汽車面漆中摻入具有這種特性的納米氧化鎂粉體，可使其大增光輝。
6.添加劑領(lǐng)域
納米氧化鎂可與木屑、刨花一起生產(chǎn)耐火纖維板等耐火材料，它的優(yōu)點(diǎn)是添加量小、無毒、無味、絕熱、質(zhì)輕、隔音等。
與傳統(tǒng)的含鹵素或磷等的有機(jī)阻燃劑相比，是阻燃纖維中的理想添加劑。緊密壓實(shí)的MgO粉體還可作為絕緣層添加在金屬線芯與金屬護(hù)套之間，因此它被廣泛用作消防配電線路。
此外，納米氧化鎂作為添加劑可用在多層陶瓷電容器上，可控制電容器的介電常數(shù)在2000~3500的范圍內(nèi)，減小電容變化率，降低介電損耗，使電容器性能穩(wěn)定。
結(jié)語
納米氧化鎂具有優(yōu)異的性能和廣泛的應(yīng)用性，因此它是各國研究者青睞的研究對(duì)象。日、美等發(fā)達(dá)國家都開展了對(duì)納米氧化鎂的研究，我國對(duì)納米MgO粉體制備與應(yīng)用研究起步較晚，在20世紀(jì)90年代才開始起步。
納米氧化鎂應(yīng)用廣泛，特別是在納米陶瓷涂層、催化劑、殺菌等領(lǐng)域的應(yīng)用前景誘人。國內(nèi)相應(yīng)企業(yè)及研究團(tuán)隊(duì)?wèi)?yīng)加快研究進(jìn)度，搶占納米氧化鎂帶來的全新市場(chǎng)。
參考來源
齊曉霞.納米氧化鎂的制備及其應(yīng)用
宗俊.近年來國內(nèi)外特種氧化鎂現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)
王輝.球形納米氧化鎂團(tuán)聚粉末的制備研究
