钛酸镁
无机化合物
钛酸镁(英文名:Magnesium titanium oxide),一种无机化合物,化学式为MgiTiO3,分子量为120.17,为白色粉末,主要用作陶瓷介电元件中的添加剂,还可用作驻极体而用于交流发电机、射线测定器装置中。
物理性质
1. 性状:白色粉末。
2. 密度(g/mL,25℃):3.91
3. 熔点(ºC):1630
计算化学数据
1、 拓扑分子极性表面积(TPSA):3
2、 重原子数量:5
3、 表面电荷:0
4、 复杂度:0
5、 同位素原子数量:0
6、 确定原子立构中心数量: 0
7、 不确定原子立构中心数量:0
8、 确定化学键立构中心数量:0
9、 不确定化学键立构中心数量:0
10、 共价键单元数量:5
11、 氢键供体数量:0
12、 氢键受体数量:3
13、 可旋转化学键数量:0
存储方法
常温密闭,阴凉通风干燥处
制备方法
即在氢气氛中可用TiO2与Mg的混合物加热到1500℃生成MgTiO3。
另外,TiO2与MgCl2在高温下也生成MgTiO3。
燃烧法合成钛酸镁
1、方法与原理
(1) 燃烧合成法
燃烧合成法是将相应可溶性金属硝酸盐(氧化剂)和有机燃料(如尿素或柠檬酸等)的混合物放置在一定温度的环境下点燃引发剧烈的氧化-还原反应,一旦点燃,反应将由氧化-还原反应所放出的热量维持自动进行,整个燃烧过程可在数分钟内完成,且有大量气体逸出,产物为疏松的泡沫状固体。燃烧法具有反应时间短、制得的产物纯度高、粒度小、分布均匀及比表面积大等特点,在试验研究中应用较为普遍。
(2)氧化剂(金属硝酸盐)与燃料配比的计算
根据推进剂化学理论,燃烧产物一般是CO2,H2O和N2,元素C,H作为还原剂,其化合价是+4价和+1价;元素O作为氧化剂,化合价为-2价;而N是中性元素,化合价为零价。
Ca为+2价的还原剂,本文以Mg(NO3)2·6H2O和柠檬酸为原料,Mg(NO3)2·6H2O的总化合价为+2+0×2+(-2)×6=-10,为氧化剂(因为结晶水不影响硝酸盐的总化合价的计算);C6H8O7·H2O的总化合价为(+4)×6+(+1)×8+(-2)×7=+18,为还原剂。本文合成的产物为Mg2TiO4,Mg2+与Ti4+的摩尔比为2:1,Mg(NO3)2·6H2O的总化合价为-10,Ti4+在反应过程中生成TiO(NO3)2,其化合价为-10,则2moLMg(NO3)2·6H2O和1moLTiO(NO3)2的总化合价为-30,所以氧化剂和柠檬酸的摩尔比为18:30,即柠檬酸与硝酸盐的化学计量比为1.67:1,在本实验中取1.5作为燃料与金属离子的配比。如以尿素为燃料,CO(NH2)2的总化合价为+6,则尿素与硝酸盐的摩尔比为30:6,即化学计量比为5:1,但为了和柠檬酸相对比,本实验中尿素与金属离子的配比仍取1.5:1。
2、’实验过程与反应机理
根据推进剂化学理论,计算出柠檬酸与金属离子的比为1.5:1。乙二醇的量是根据原始的Pechini方法中的EG:CA=4确定的,因此制备Mg2TiO4所需原料的化学计量配比为:[Mg2+]:[Ti4+]=2:1;柠檬酸(或尿素):[Mg2++Ti4+]=1.5:1;乙二醇:柠檬酸(或尿素)=4:1;浓硝酸为1mL;稀土离子的掺杂浓度为0.05moL%。制备步骤为:
(1)按化学计量比分别称取一定量的Mg(NO3)2·6H2O,柠檬酸(或尿素),Pr2O3(或其他稀土氧化物);
(2)按化学计量比量取一定量的钛酸丁酯(Ti(OC4H9)4)溶液缓慢滴加到适量的乙二醇溶液中,打开磁力搅拌器开始加热至80ºC,将柠檬酸(或尿素)加入到搅拌的Ti-乙二醇溶液中,搅拌至完全溶解,得到溶液A;
(3)将Pr2O3(或其他稀土氧化物)溶解于浓硝酸得到硝酸镨溶液,将称量好的Mg(NO3)2·6H2O用少量的水溶解,得到硝酸镁溶液,将硝酸镨溶液和硝酸镁溶液混合,得到硝酸盐溶液B;
(4)将硝酸盐溶液B加入到A溶液中,在80ºC加热搅拌1h,得到溶胶C;
(5)取少量的溶胶C于刚玉坩埚中,置于马弗炉中在一定温度下进行燃烧反应,溶胶迅速沸腾、蒸发、膨胀、燃烧并伴随大量的气体放出,整个过程在五分钟内完成,待冷却后,可观察到产物为疏松多孔的白色固体,稍加研磨,即可成很细的白色粉末;
(6)采用XRD、SEM、FL(荧光光谱)对样品进行测试分析。
应用领域
主要用作陶瓷介电元件中的添加剂,还可用作驻极体而用于交流发电机、射线测定器装置中。
系统编号
CAS号:12032-35-8
MDL号:MFCD00016198
EINECS号:234-770-6
安全信息
WGK Germany:3
毒理资料
主要的刺激性影响:
在皮肤上面:刺激皮肤和粘膜
在眼睛上面:刺激的影响
致敏作用:没有已知的敏化现象
生态学数据
通常对水体是稍微有害的,不要将未稀释或大量产品接触地下水,水道或污水系统,未经政府许可勿将材料排入周围环境。
性质与稳定性
常温常压下稳定。
避免光,明火,高温。能缓慢地溶于稀HCl中,在浓HCl中溶解速度很快,也溶于NH4HSO4的熔融液中。
参考资料
钛酸镁.化源网.
钛酸镁.chemicalbook.
最新修订时间:2022-08-25 18:09
目录
概述
物理性质
计算化学数据
参考资料