1、納米氫氧化鎂的性質(zhì)
納米氫氧化鎂分子式Mg（OH）2，白色微細粉，無(wú)毒、無(wú)味、無(wú)腐蝕，相對密度2.36，折射率1.561，350℃開(kāi)始分解，430℃時(shí)分解迅速，490℃時(shí)全部分解，溶于強酸溶液及按鹽溶液，不溶于水。
?。?）光學(xué)性質(zhì)
金屬材料的晶粒尺寸減小至納米級別時(shí)，顏色多變?yōu)楹谏?，而且粒徑減小。納米粒子的吸光能力與其顏色成正比。能級的量子尺寸效應及晶粒表面電荷分布也會(huì )影響到吸光的過(guò)程。晶粒中傳導電子能級常常凝聚成很窄的能帶而造成窄的吸收帶。非線(xiàn)性光學(xué)效應成為納米材料光學(xué)性能研究的另外一個(gè)方面。
?。?）電磁性質(zhì)
金屬材料原子的間距與粒子粒徑的變化成正比。所以，當金屬晶粒處在納米范圍內時(shí)，其密度會(huì )隨著(zhù)間距的變小而增大。這樣，金屬中自由電子的平均自由程就會(huì )減小，電導率也隨之減小。在磁結構上，粗晶材料和納米材料具有很大的差異，一般情況下，磁性材料的磁結構是由許多磁疇組成，疇間通過(guò)疇壁分隔開(kāi)來(lái)，由疇壁運動(dòng)實(shí)現磁化。在納米材料中，粒徑小于某一臨界值時(shí)，所有的晶粒都呈現單磁疇結構，而矯頑力顯著(zhù)變大。當納米材料晶粒尺寸減小時(shí)，磁芯材料的磁有序狀態(tài)會(huì )發(fā)生根本性的變化。例如，粗晶狀態(tài)下為鐵磁性的材料，在粒徑小于某一臨界值時(shí)，可以轉化為超順磁狀態(tài)。
?。?）化學(xué)催化性能
由于納米材料粒徑的變小，表面的原子數將占有很大的比例，吸附能力會(huì )加強，化學(xué)活性隨之增大。所以，在室溫條件下，很多金屬納米材料在空氣中發(fā)生劇烈的氧化反應而燃燒。暴露在大氣環(huán)境中的無(wú)極納米材料會(huì )吸附氣體，形成吸附層。利用這一特性，可以使用納米材料制成氣敏原件，實(shí)現對不同氣體進(jìn)行檢測。金屬納米材料的催化性能表現為在適宜的條件下可催化斷裂H-H鍵、C-C鍵、C-O鍵、C-H鍵等。納米材料作為催化劑的主要優(yōu)點(diǎn)有無(wú)細孔、無(wú)雜成分、自由選擇組分、條件溫和、使用方便等。
?。?）熱性質(zhì)
在組成相的尺寸足夠小時(shí)，在限制的原子系統中的各種彈性和熱力學(xué)參數變化，會(huì )導致平衡相的改變。通過(guò)熱重實(shí)驗分析可知，平均粒徑為40nm的納米銅粒子的熔點(diǎn)由1053℃降至750℃。納米材料的熔點(diǎn)小于同類(lèi)的粗晶材料，而比熱容大于粗晶材料。
2、納米氫氧化鎂的用途
納米氫氧化鎂的用途廣泛，可以用作阻燃劑、保鮮劑、食品添加劑、酸堿中和劑、煙氣脫硫劑、重金屬脫除劑等。
?。?）阻燃劑
氫氧化鎂熱分解后生產(chǎn)氧化鎂和大量的水蒸汽，分解時(shí)會(huì )吸收大量的熱量，釋放的水會(huì )降低基體材料的溫度，而氧化鎂可以作為良好的阻燃劑。分解方程式如下：
 利用這一原理，氫氧化鎂常作為阻燃劑添加到高分子材料中。由于氫氧化鎂具有較高的熱穩定性和分解溫度，又具有無(wú)毒、抑煙等功效，常適用于工程熱固性材料。熱固性工程材料一般在220-250℃下加工，添加一定量的氫氧化鎂后加工就比較安全可靠。作為阻燃劑使用時(shí)，普通的氫氧化鎂的用量較大，填充量達到40%時(shí)才能顯現出良好的阻燃效果，這樣會(huì )影響到基體材料的力學(xué)及機械加工性能等。通過(guò)表面改性后，納米級別的氫氧化鎂與材料具有良好的相容性，對基體材料的理化性質(zhì)沒(méi)有影響，而且起到增強補韌的效果。
?。?）保鮮劑和食品添加劑
納米氫氧化鎂可以作為一種綠色環(huán)保的食品保鮮劑。在土豆表面涂覆一層質(zhì)量分數為3%的氫氧化鎂乳液進(jìn)行儲存時(shí)，可以有效防止植物病原體的產(chǎn)生。用納米氫氧化鎂處理過(guò)的魚(yú)類(lèi)制品，不僅可防止肉組織生物降解，而且可以保持其彈性和柔軟度。同時(shí)，納米氫氧化鎂作為食品添加劑也是非常安全可靠的。
?。?）酸堿中和劑和煙氣脫硫劑
氫氧化鎂是一種弱堿，同其他堿類(lèi)相比具有獨特的緩沖能力。用其作為中和劑時(shí)，即使過(guò)量，溶液的pH值也不會(huì )超過(guò)9，同時(shí)其中和能力較強，同濃度同體積的堿相比效率要高30%。作為煙氣脫硫劑，具有使用工藝簡(jiǎn)單，易于控制及副產(chǎn)物可以回收等特點(diǎn)。
?。?）重金屬脫除劑
納米氫氧化鎂顆粒的比表面積大、活性高，因此有很強的吸附能力，能從不同的工業(yè)廢液中吸附并除去對環(huán)境造成危害的Ni2+、Cd2+、Cr3+等重金屬離子。有時(shí)納米氫氧化鎂還可以與石灰、膨潤土配合使用。
除此以外，納米氫氧化鎂可以作為油田新型泥漿材料的配合成分，還可應用于醫療化妝品、卷煙紙抑煙涂層，以及磁性材料加工方面。
3、納米氫氧化鎂合成方法
（1）沉淀法
液相沉淀法是一種常見(jiàn)的制備納米粉體的方法。液相沉淀法有三種，分別是直接沉淀法、均勻沉淀法、共沉淀法。利用液相沉淀法制備氫氧化鎂主要是利用鎂離子的鹽溶液與堿類(lèi)反應，生成氫氧化鎂沉淀。常用的鹽有硫酸鎂、六水合氯化鎂等，常用的堿類(lèi)沉淀劑有石灰水、氨水、氫氧化納、尿素等。一般情況下，沉淀劑的用量要稍微過(guò)量。這種方法對設備、技術(shù)要求不高，操作簡(jiǎn)便易行，不易引入雜質(zhì)，產(chǎn)品便于提純，有良好的化學(xué)計量性，制備成本較低；但產(chǎn)品顆粒較大，粒度分布較寬泛。邱龍臻等人以六水合氯化鎂、氫氧化鈉為原料，采用表面活性劑包覆的溶液沉淀法制備出了納米氫氧化鎂粉體，而且其團聚現象不明顯。
?。?）水熱法
水熱處理法是以水作為溶劑，將原料倒入密閉容器內，控制一定的溫度和壓力（溫度一般是介于水的沸點(diǎn)和超臨界溫度之間，壓力一般是1-22個(gè)大氣壓），進(jìn)行化學(xué)反應的方法。為了得到需要的特殊晶型和粒度均勻的Mg（OH）2通常情況下是將常溫下合成的氫氧化鎂進(jìn)行水熱改性，具體方法是在高溫高壓的水溶中，氫氧化鎂經(jīng)過(guò)溶解、重新凝聚、再結晶的過(guò)程來(lái)生成所需特定結構和形貌的氫氧化鎂。水熱法之所以能改變晶體的結構和形貌的原因是在高溫高壓下，吸附在晶體表面上的水分化合，破壞了晶體表面上的液體，晶體長(cháng)大的阻力減小，使其利于生成晶體顆粒較大、比表面積小的特殊晶型的結晶，而且這種晶體的結構穩定，團聚現象得到明顯改善。林慧博等人以氯化鎂、氫氧化鈉為原料，通過(guò)水熱法合成了粉體顆粒粒度小于100nm的納米級、片狀、粒度均勻且分散性好的氫氧化鎂粉體。水熱法一般要求條件較高，設備昂貴，產(chǎn)品的粒度一般會(huì )增大，不利于工業(yè)化生產(chǎn)。
?。?）沉淀-共沸蒸餾法
沉淀-共沸蒸餾法是指先在常溫常壓的條件下利用化學(xué)沉淀法合成的氫氧化鎂，經(jīng)過(guò)沉降、洗滌后得到的濾餅與某種特定的溶劑混合打漿，然后加熱升溫，對料漿中溶劑和水形成的共沸物進(jìn)行蒸發(fā)，繼續升溫到溶劑的沸點(diǎn)，從而蒸發(fā)出溶劑。常用的溶劑有正丁醇、正戊醇等，但常用的是正丁醇作為共沸溶劑。戴焰林等人將氫氧化鎂粉體與一定量的蒸餾水、正丁醇打漿，采用水與正丁醇形成的共沸液進(jìn)行蒸餾蒸出其中的水分和正丁醇，得到納米級別的氫氧化鎂粉體。使用這種方法能夠合成分散均勻的納米氫氧化鎂粉體，可有效去除氫氧化鎂膠體中的水分，克服硬團聚的產(chǎn)生。
?。?）電解法
電解法一般是電解鹵水，利用其產(chǎn)生的副產(chǎn)物氯化鈉，氯化鈉電解產(chǎn)生沉淀劑氫氧化鈉，以其用來(lái)沉淀氯化鎂，燒堿的用量大大減小，此方法適用于高純度、高產(chǎn)率的氫氧化鎂的制備，但其會(huì )消耗大量的電能，不符合國家節能降耗的政策，對環(huán)境有污染，電力緊張的地區也不適合。其主要的反應方程式如下:
 摘自：菱鎂礦制備納米氫氧化鎂及其表面改性研究，作者楊朋。
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