XRD,TG,DSC和FTIR法研究碱式碳酸镁的热分解.pdf

第35卷第4期
非金属矿
Vo】.35No.4
2012年7月
Non-metallic Mines
July, 2012
XRD,TG,DSC和FTR法研究碱式碳酸镁的热分解
秦志扬秦麟舯”张联盟黄志雄
(1武汉理工大学材料复合新技术国家重点实验室,湖北武汉430070;2武汉理工大学材料研究与潤试中心,湖北武汉430070)
摘要使用X射线行射仪(XRD)、热重分析仪(TG)差示担描量热仪(DSC)和傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)研究了碱式碳酸镁
的热分解。350℃时,碱式碳酸镁分解产物为非晶物质4 Mgco, Mg(OH)2。400℃时,非晶产物重结晶,生成了MgO和中间相MgO(CO)2
40℃时,中间相MgO(CO3)2分解为MgO和CO2,给出了热解化学反应式
关键词碱式碳酸镁热分解中间相
中图分类号:065;TQ127.'3文献标识码:A文章编号:10009809(2012)04-0052-02
Study on the Thermal Decomposition of Basic Magnesium Carbonate by XRD, TG, DSC and FIR
Qin Zhiyang
Qin Linqing
Zhang Lianmeng Huang Zhixiong
(1 State Key Laboratory of Advanced Technology for Materials Synthesis and Processing, Whan University of Technology, Wuhan, Hubei 430070
2 Center for Material Research and Analysis, Wuhan University of Technology, Wuhan, Hubei 430070)
Abstract The thermal decomposition of basic magnesium carbonate was investigated by X-ray diffractometry, thermogravimetry(TG),
differential scanning calorimetry(DS)and fourier transformed infrared spectroscopy(FTIR). The basic magnesium carbonate decomposed to
amorphous material 4M O Mg(OH) at 350 C. Mgo and intermediate phase M O(O were formed from the recrystallization of the amorphous
product at 400C. The inermediate phase undergoes decomposition on heating to give magnesium oxide and carbon dioxide at 450 C, The chemical
reactions of thermal decomposition were given
Key words basic magnesium carbonate thermal decomposition intermediate phase
碱式磯酸镁通式为 xmgo YCO2zH2O。减式磯和550℃电炉中保温2h,冷却取出,得到不同温度下
酸镁由于分解过程吸热,可以用作化学冷却剂和阻燃的样品。
剂。同时,它也是一种重要的无机化工产品,有广1.2样品的测试X射线衛射分析(XRD)采用日
阔的用途:可作为制备高纯镁砂、镁盐系列产品的原本 Rigaku(理学)公司的转靶X射线行射仪(DMax
料,用作油漆、油瞾涂料橡胶、药物绝热、耐高温的RB),Cu靶,石单色器,X射线管的管压和管电流
防火保温材料,用作食品及各种化工产品的添加剂和分別为40kV和50mA,扫描速度为15(")min,步长
改良剂等,因此对碱式碳酸镁热分解过程的研究具为0.02°,扫描范围为5°~70°。综合热分析(TG-DSC
有一定的理论和实际意义。碱式碳酸镁完全分解,最采用德国耐驰的综合热分析仪( NETZSCH5),温度范
终剩余产物为MgO。研究者已对碱式碳酸镁进行了围:22~550℃,升温速率10Cmin,空气气氛,流量
热分解研究,但很少对中间相的组成结构进行分析和10mL/min。傅里叶变换红外光谱(FTR)采用美国
报道,而此中间相具有不同于碱式碳酸镁和 Mgo Thermo Nieolet公司的红外光谱仪( NEXUSFTRR),溴
的重要性质,其组成结构对碱式碳酸镁的热分解特性化钾压片法制样
和功能具有重要影响。本实验使用XRD、TG-DSC2结果与讨论
和FTR对碱式碳酸镁热分解进行了分析,研究了碱2.1XRD分析不同温度下保温2h碱式碳酸镁
式碳酸镁热分解过程剩余物的组成结构、基团变化及的XRD图,见图1。从图1可看出,在22550℃
其热特性,给出了其热分解化学方程式。
热分解过程中,碱式碳酸镁的结构发生了一系列变
1实验部分
化,22℃时,碱式磯酸镁为单斜晶系,a为1.011nm,
1.1原料碱式碳酸镁,分析纯,市售。碱式碳酸镁b为0.894m,c为0.838m,密度为23gim,分子
分别在200℃、250℃、300℃、30C、400℃、450℃式为4 Mgco, Mg(OH2·4H2O,PDF卡片为25-513;
200~350℃时,碱式磯酸镁的衍射线强度逐渐变弱,说
收稿日期:2012-05-11
基金项目:湖北省自然科学基金(20101j0038)
明碱式碳酸镁逐渐分解;350℃时,碱式磯酸镁的衍射
通讯作者,E-mai:qinlqzg(@l63.com;Tel:18971506135。
线几乎消失,说明碱式碳酸镁的晶体结枃几乎完全破