在微觀尺度上研究mg39;2離子的結(jié)晶行為

1、大連理工大學(xué)碩士學(xué)位論文在微觀尺度上研究Mg離子的結(jié)晶行為姓名：閆小星申請學(xué)位級別：碩士專業(yè)：化學(xué)工藝指導(dǎo)教師：薛冬峰20070601M i c r o s c o p i cS t u d y o f t h e C r y s t a l l i z a t i o no f M 9 2 + C a t i o nA b s t r a c tT h r e ed i f f e r e n tm u t e s a l ee m

2、p l o y e d t o i m p r o v et h e f i l t r a t i o ne f f i c i e n c yo fM g ( O H ) 2g r a n u l e s ，w h i c h i s b a s e d o nt h e a p p l i c a t i o n o fc r y s t a l l i z a t i o n ．S p h e r i c a l a s s e

3、 m b l y w i t ha n n o s b e e t so n t h es u r f a c e a n d h o l l o w m i e r o s p h e r e s a r eo b t a i n e d b y u t i l i z i n g b u f f e r s o l u t i o n t oi m p r o v et h e c r y s t a l l i z a t i o

4、 n o fM g ( O F b 2 ．M g ( O H h h e x a g o n a lp l a t e l e t s a r eo b t a i n e d ，v i ah y & o t h e r m a l 缸e 曲腿破o f a m o r p h o u sM g ( O H ) 2 ．O n e - d i m e n s i o n a l ( 1 D ) M g ( O H ) 2w h i

5、s k e r sf i l es y n t h e s i z e d 0 1 1a l a r g es c a l e b y u t i l i z i n gS 0 4 2 - i o n s ．n 塘l l i g hc r y s t a l l i z a t i o n l e a d st ob e t t e rf i l t r a t i o n p r o p e r t i e st h a nt h o

6、 s e o fa m o r p h o u sM g ( O H ) 2 ．T h ei m p r o v e m e n to f t h e f i l t r a t i o ne f f i c i e n c yo p t i m i z e s d y n a m i cm a n i p u i a t i o I l ，w h i c h o f f e r sa s i g n i f i c a n t c o

7、 n t r o l o v e r t h eq u a l i t yo f M g ( O H ) 2 p r o d u c t s ．T h ec h e m i c a l b o n d i n gt h e o r yi s u s e d t o i n v e s t i g a t et h ef u n d a m e n t a l c r y s t a l l i z a t i o nb e h a v

8、i o u r s o f m a g n e s i u m c a r b o n a t e h y d r a t e c r y s t a l s M g s ( C 0 3 ) 4 ( O H h 。4 H 2 0 a n dM g C 0 3 ·3 H 2 0i nt e r m so fc r y s t a l l o g r a p h i cs t r u c t u r e ，w i t ht h e

9、a i mt o g u i d ea n d c o n t r o lt h ep r a c t i c a lc r y s t a lg r o w t h ．1 ki d e a lm o r p h o l o g yo f M g s ( C 0 3 ) 4 ( 0 H ) 2 ‘4 H 2 0a n d M g C 0 3 ‘3 H 2 0c r y s t a l sh a s r e a d i l yb e e

10、np r e d i c t e d ，b yc a l c u i m i n gt h e v e r t i c a lg r o w t hr a t eo f s e l e c t e dp l a n e si nt e r m so f t h e b o n dn u m b e r a n d b o n d s t r e n g t h ．T h e o r e t i c a l l y ，M g s ( C

11、0 3 ) 4 ( O H ) 2 ·4 H 2 0c r y s t a le x h i b i t s h e x a g o n a lp l a t e —s h a p e d c h a r a c t e r i s t i c s ，w h i l e M g C 0 3 ‘3 H 2 0c r y s t a l p o s s e s s e s ah e x a g o n a l l m s m m

12、o r p h o l o g y ．E x p e r i m e n t a l l y ，t h e h e x a g o n a l M 9 5 ( C 0 3 ) 4 ( O H ) 2 ‘4 H 2 0m i e r o - p l a t e l e t sa n d M g C 0 3 ‘3 H 2 0 m i c r o - p r i s m sw i t h r e p r o d u c i b l es h

13、a p ec a n b e o b t a i n e d b y as i m p l e l i q u i d - p h a s e r e a c t i o n 。T h e o r e t i c a l r e s u l t s a r e i n a g o o d a g r e e m e n t w i t h o u re x p e r i m e n t a lo b s e r v a t i o n

14、 s ．S i n g l ec r y s t a lg r o w t hc ．8 1 1 b e i m p r o v e db yt u n i n gt h eb o n d i n gm o d i f i c a t i o no fc o n s t i t u e n ta t o m s o ri o n s ，s u c h ap r o c e s sc a nl e a v et 1 8 ag r e a t

15、 s p a c et ok i n e t i e a l l y m a x i m i z e o u r e x p e r i m e n t a l s t r a t e g i e s ．I D5 M g ( O h ％。M g S 0 4 ’2 H 2 0 ( 5 1 2 M H S H lm a t e r i a l sd i r e c t e db yS 0 4 2 - i o n s i n a q u e

16、o u ss o l u t i o n a r c s y n t h e s i z e d o i l al a r g e s c a l e ．T h e d e s i g n e d e x p e r i m e n t s s h o w t h a t t h ec o n c e n t r a t i o n o fS o ，i o n s ，p H a n d t h et e m p e r a t u r

17、ea l l o w1 1 8t oe x p l a i n q u i t e w e l l t h eg r o w t hd y n a m i c s ．T h e i d e a l m o r p h o l o g yo f5 1 2 M H S Hc r y s t a l s i s p r e d i c t e d f r o m t h ec h e m i c a lb o n d i n g t h e

18、o r y ．C r y s t a l l o g r a p h i c a l l y , S 0 4 2 - i o n s a l i 扣e d a l o n g t h e b a x i so f5 1 2 M H S Hc r y s t a l s ，p l a y ab r i d g e r o l e t o l i n k t w o a d j a c e n t M g ( 0 m 6 4 - f r a

19、 g m e n t s ，a n dt h u sd i r e c t5 1 2 M H S H t o p r e f e r e n t i a l l yf o r m1 Ds l x u e t u r e s ．B o t ht h e o r e t i c a l a n de x p e r i m e n l a l r e s u l t ss h o w t h a ts o ? 一i o t ad i r e