离子液体协同微通道调控纳米氢氧化镁的制备研究

doi:10.19964/j.issn.1006-4990.2024-0629

无机盐工业 ›› 2025, Vol. 57 ›› Issue (11): 52-58.doi: 10.19964/j.issn.1006-4990.2024-0629

离子液体协同微通道调控纳米氢氧化镁的制备研究

罗佩瑶¹(), 李心棋¹, 卜兆爽¹, 高熙¹, 周意成², 申纯宇¹, 李翠利³, 王保明¹^,⁴^,⁵()

1.郑州大学生态与环境学院，河南郑州 450001
2.郑州大学化学学院，河南郑州 450001
3.郑州大学化工学院，河南郑州 450001
4.国家钙镁磷复合肥技术研究推广中心，河南郑州 450001
5.河南省减污降碳协同工程技术研究中心，河南郑州 450001

收稿日期:2024-11-25 出版日期:2025-11-10 发布日期:2025-07-17
通讯作者: 王保明（1986— ），男，副教授，主要研究方向为结晶过程与功能材料制备；E-mail：ziqiangdere@126.com。
作者简介:罗佩瑶（2004— ），女，本科生，主要研究方向为纳米氢氧化镁调控制备；E-mail：3284526420@qq.com。
基金资助:
国家自然科学基金面上项目(22278381);郑州大学大学生创新创业训练计划重点项目(202410459129);河南省重点研发专项项目(231111320502);郑州大学青年骨干教师培养计划项目(2021ZDGGJS015)

Study on preparation of nanoscale magnesium hydroxide regulated by ionic liquids in microchannels

LUO Peiyao¹(), LI Xinqi¹, BU Zhaoshuang¹, GAO Xi¹, ZHOU Yicheng², SHEN Chunyu¹, LI Cuili³, WANG Baoming¹^,⁴^,⁵()

1. College of Ecology and Environment，Zhengzhou University，Zhengzhou 450001，China
2. College of Chemistry，Zhengzhou University，Zhengzhou 450001，China
3. College of Chemical Engineering，Zhengzhou University，Zhengzhou 450001，China
4. National Calcium Magnesium Phosphate Compound Fertilizer Technology Research and Promotion Center，Zhengzhou 450001，China
5. Henan Provincial Collaborative Engineering Technology Research Center for Pollution Reduction and Carbon Reduction，Zhengzhou 450001，China

Received:2024-11-25 Published:2025-11-10 Online:2025-07-17

摘要/Abstract

摘要：

聚合物材料应用广泛，其易燃性引发安全问题，添加氢氧化镁阻燃剂可提升复合材料阻燃性能。研究旨在制备分散性好、粒径细小且性能稳定的纳米氢氧化镁。以氢氧化钠与硫酸镁为原料，借助微通道反应器，采用1-丁基-3-甲基咪唑丙烯酸离子液体作调控剂制备纳米氢氧化镁。考察离子液体添加量、钠镁物质的量比、反应温度和注射速率对氢氧化镁粒径的影响，并用激光粒度分析仪等对产物进行表征。结果表明，最优制备工艺参数为：离子液体添加量为10 g/mol、钠镁物质的量比为2.5、反应温度为50 ℃、注射速率为5.000 mL/min。在此条件下，产品平均粒径为50 nm，微观形貌为六方片状晶体，结构与热稳定性强。研究证实，离子液体与微通道反应器协同，能有效调控氢氧化镁晶体结构、形貌、粒径分布及热稳定性。研究制备的纳米氢氧化镁比传统工艺及市售产品性能更优，在聚合物阻燃等领域拥有巨大的应用潜力。

关键词: 纳米氢氧化镁, 微通道反应器, 离子液体, 协同作用

Abstract:

Polymer materials are widely used，but their flammability poses safety concerns.Adding magnesium hydroxide flame retardants can enhance the flame retardancy of composite materials.This study was aimed to prepare nano-magnesium hydroxide with good dispersion，fine particle size and stable performance.Nano-magnesium hydroxide was prepared by using sodium hydroxide and magnesium sulfate as raw materials，with 1-butyl-3-methylimidazolium acrylate ionic liquid as a regulator in a microchannel reactor.The effects of ionic liquid addition amount，sodium-magnesium molar ratio，reaction temperature and injection rate on the particle size of magnesium hydroxide were investigated，and the products were characterized by laser particle size analyzer and other methods.The results showed that the optimal preparation process parameters were ionic liquid addition amount of 10 g/mol，sodium-magnesium molar ratio of 2.5，reaction temperature of 50 ℃，and injection rate of 5.000 mL/min.Under these conditions，the average particle size of the product was 50 nm，and the microscopic morphology was hexagonal plate-like crystals with strong structure and thermal stability.The research confirmed that the synergy of ionic liquid and microchannel reactor could effectively control the crystal structure，morphology，particle size distribution and thermal stability of magnesium hydroxide.The nano-magnesium hydroxide prepared in this study showed better performance than traditional processes and commercial products，and had great application potential in polymer flame retardancy and other fields.

Key words: nanoscale magnesium hydroxide, microchannel reactor, ionic liquid, synergistic effect

中图分类号:

TQ132.2

罗佩瑶, 李心棋, 卜兆爽, 高熙, 周意成, 申纯宇, 李翠利, 王保明. 离子液体协同微通道调控纳米氢氧化镁的制备研究[J]. 无机盐工业, 2025, 57(11): 52-58.

LUO Peiyao, LI Xinqi, BU Zhaoshuang, GAO Xi, ZHOU Yicheng, SHEN Chunyu, LI Cuili, WANG Baoming. Study on preparation of nanoscale magnesium hydroxide regulated by ionic liquids in microchannels[J]. Inorganic Chemicals Industry, 2025, 57(11): 52-58.

图/表 9

图1

图2

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表1

图8

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