柱硼镁石的制备方法技术

本发明专利技术属于硼酸盐制备技术领域，尤其公开了一种柱硼镁石的制备方法，包括步骤：A、将富硼老卤恒温加热至有晶体析出；其中，所述富硼老卤中B2O3的质量百分数不小于1％；恒温加热的温度范围是60℃～100℃；B、将具有晶体析出的富硼老卤恒温陈化，并固液分离得到滤饼和滤液，所述滤饼经洗涤、干燥得到柱硼镁石；其中，恒温陈化的温度与恒温加热的温度相同。根据本发明专利技术的柱硼镁石的制备方法，以富硼老卤为原料，通过一步法即制备得到了柱硼镁石，避免了固-液-固转化过程所造成的产品形貌较差的问题；且该制备方法操作简单，无需添加外来试剂，原料廉价易得；合成的柱硼镁石纯度高、形貌好、粒度分布均匀，是一种良好的非线性光学材料。

【技术实现步骤摘要】
柱硼镁石的制备方法
本专利技术属于硼酸盐制备
，具体地讲，涉及一种柱硼镁石的制备方法。
技术介绍
硼酸盐的结构丰富多彩，其可通过sp2杂化轨道或sp3杂化轨道成键形成较硅酸盐结构更加丰富且复杂的各种硼酸盐；由于硼酸盐结构种类繁多，复杂多样，因此硼酸盐具有独特的物理化学性质，如阻燃、耐热、抗磨、防腐以及非线性光学性等优良性能，其在国防、冶金、医药、建筑和电子行业等领域有着广泛的应用。柱硼镁石(MgO·B2O3·3H2O)为二元镁硼酸盐，具有非中心对称结构，是一种非线性光学晶体，具有较强的热电、压电和非线性光学效应，是一种潜在的非线性光学材料。目前，关于柱硼镁石的合成主要是通过两步合成等间接方法来制备：一种是通过将章氏硼镁石溶于沸腾硼酸水溶液中制得，另一种是通过硫酸镁亚型盐湖卤水中析出氯柱硼镁石，再将氯柱硼镁石溶于60℃水中或是溶于30℃质量分数为2％～13％的氯化镁溶液中制得。以上两种方法均采用了固-液-固的转化方式间接制备柱硼镁石；前者需通过氧化镁来制备章氏硼镁石，但该法合成的柱硼镁石产品同时含有片状(粒度小)和柱状两种形貌，且粒度分布不均，直接影响产品质量。而后者首先要制备氯柱硼镁石，再以氯柱硼镁石为原料，该原料不易制备获得，且合成时间较长，一般可达几个月甚至半年时间，更重要的是其合成过程较为复杂。
技术实现思路
为解决上述现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种柱硼镁石的制备方法，该制备方法以富硼老卤为原料，通过控制恒温温度、并经陈化即可生长得到柱硼镁石；该制备方法简单，且合成的柱硼镁石产品形貌较好、纯度较高。为了达到上述专利技术目的，本专利技术采用了如下的技术方案：一种柱硼镁石的制备方法，包括步骤：A、将富硼老卤恒温加热直至有晶体析出；其中，所述富硼老卤中B2O3的质量百分数不小于1％；所述恒温加热的温度范围是60℃～100℃；B、将具有晶体析出的富硼老卤恒温陈化，并固液分离得到滤饼和滤液，所述滤饼经洗涤、干燥得到柱硼镁石；其中，所述恒温陈化的温度与所述恒温加热的温度相同。进一步地，在将所述富硼老卤加热之前，还包括步骤：向所述富硼老卤中加入去离子水进行稀释。进一步地，在将所述富硼老卤稀释时，所述去离子水与富硼老卤的质量之比不超过1:10。进一步地，所述富硼老卤的来源为含硼的硫酸镁亚型盐湖卤水。进一步地，在所述步骤B中，所述具有晶体析出的富硼老卤的陈化时间为4d～60d。进一步地，在所述步骤B中，所述具有晶体析出的富硼老卤的陈化时间为7d～50d。进一步地，所述恒温加热及恒温陈化在水浴锅中进行。进一步地，所述富硼老卤中B2O3的质量百分数为2％～5％。进一步地，所述富硼老卤的恒温加热的温度范围为60℃～80℃。本专利技术以富硼老卤为原料，通过一步法即制备得到了柱硼镁石；相比现有技术中的以章氏硼镁石或氯柱硼镁石为原料来制备，直接由液相转化为固相得到目标产物柱硼镁石，从而避免了固-液-固转化过程所造成的产品形貌较差的问题，且该制备方法操作简单，无需添加任何外来试剂，原料廉价易得；合成的柱硼镁石纯度高、形貌好、粒度分布均匀，是一种良好的非线性光学材料。附图说明通过结合附图进行的以下描述，本专利技术的实施例的上述和其它方面、特点和优点将变得更加清楚，附图中：图1是根据本专利技术的实施例1的柱硼镁石的XRD照片；图2是根据本专利技术的实施例1的柱硼镁石的SEM照片；图3是根据本专利技术的实施例2的柱硼镁石的光学性能测试结果。具体实施方式以下，将参照附图来详细描述本专利技术的实施例。然而，可以以许多不同的形式来实施本专利技术，并且本专利技术不应该被解释为限制于这里阐述的具体实施例。相反，提供这些实施例是为了解释本专利技术的原理及其实际应用，从而使本领域的其他技术人员能够理解本专利技术的各种实施例和适合于特定预期应用的各种修改。实施例1根据本专利技术的实施例1的柱硼镁石的制备方法包括如下步骤：步骤一，向富硼老卤中加入去离子水进行稀释，得到富硼稀释卤水；具体地，在所述富硼稀释卤水中，富硼老卤与去离子水的质量比为2:1。在本实施例中，该富硼老卤来自含硼的硫酸镁亚型盐湖卤水，且其中氯化镁饱和；硫酸镁亚型盐湖卤水的组分含量参照《卤水和盐的分析方法》(中国科学院青海盐湖研究所分析室.卤水和盐的分析方法[M].北京:科学出版社,1988:3-9)中所述。对本实施例中的富硼老卤进行了化学组分全分析，分析结果如表1所示。表1富硼老卤化学组分全分析结果化学组分Na+Mg2+K+Li+B2O3Cl-SO42-质量百分含量/％-0.0388.7820.0590.2682.93023.6652.474本领域技术人员将理解的是，在表1中，Na+含量分析一般通过差减法来计算，因此会出现如表1中所述的负值情况，上述情况均属误差范围内；下文同理。步骤二，将富硼稀释卤水密封并置于80℃的恒温水浴中，直至晶体析出。在本实施例中，首先将富硼稀释卤水密封以防止在80℃恒温过程中造成蒸发，从而产生杂质；且当将富硼稀释卤水置于80℃恒温水浴中5d左右，该富硼稀释卤水即开始变浑，并产生无定型絮状物；也就是说，开始逐渐有晶体析出。步骤三，保持80℃恒温陈化7d，并进行固液分离，得到滤饼和滤液，滤饼经洗涤、干燥得到柱硼镁石。具体地，滤饼可采用蒸馏水洗涤一次、无水乙醇洗涤一次，并在室温(25℃左右)下晾干即可。对经上述步骤一至步骤三制备得到的柱硼镁石分别进行了X射线衍射(简称XRD)、扫描电镜(简称SEM)及热重分析，同时进行了化学分析。化学分析固相成分为：24.37％MgO和42.31％B2O3，相比柱硼镁石中二者的理论值分别为24.58％MgO和42.46％B2O3，差别较小；同时结合热重失水结果为33.16％，相比理论热重失水的32.96％差别也较小；说明合成的柱硼镁石的纯度较高；以上均为质量百分数。本实施例制备得到的柱硼镁石的XRD照片和SEM照片分别如图1、2所示；从图1中可以看出，该谱图峰形尖锐、基线平滑、无杂峰等，也表明了本实施例制备得到的柱硼镁石不仅结晶度好且纯度较高，几乎不含杂质；从图2中可以看出，本实施例合成的柱硼镁石形貌较好，呈柱状，且粒径分布均匀。实施例2在实施例2的描述中，与实施例1的相同之处在此不再赘述，只描述与实施例1的不同之处。实施例2与实施例1的不同之处在于，去除步骤一中对富硼老卤进行稀释的操作；在步骤二中，取富硼老卤密封并置于60℃的恒温水浴中，直至晶体析出。在本实施例中，该富硼老卤来自含硼的硫酸镁亚型盐湖卤水，且其中氯化镁饱和；对本实施例中的富硼老卤进行了化学组分全分析，分析结果如表2所示。表2富硼老卤化学组分全分析结果化学组分Na+Mg2+K+Li+B2O3Cl-SO42-质量百分含量/％0.8008.7050.0750.2984.55623.6713.018本实施例所采用的富硼老卤在60℃下恒温水浴中反应10d左右，即开始出现浑浊，并产生无定型絮状物；也就是说，开始有晶体析出。在步骤三中，保持60℃恒温陈化30d，进行固液分离，得到滤饼和滤液，滤饼经洗涤、干燥得到柱硼镁石。具体地，滤饼可采用蒸馏水洗涤一次、无水乙醇洗涤三次，并在室温(25℃左右)下晾干即可。采用紫外-可见漫反射(UV-visspectrometer)对经上述步骤一至步骤三制备得到的柱硼镁石的光学性本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种柱硼镁石的制备方法，其特征在于，包括步骤：A、将富硼老卤恒温加热直至有晶体析出；其中，所述富硼老卤中B2O3的质量百分数不小于1％；所述恒温加热的温度范围是60℃～100℃；B、将具有晶体析出的富硼老卤恒温陈化，并固液分离得到滤饼和滤液，所述滤饼经洗涤、干燥得到柱硼镁石；其中，所述恒温陈化的温度与所述恒温加热的温度相同。

【技术特征摘要】
1.一种柱硼镁石的制备方法，其特征在于，包括步骤：A、将富硼老卤恒温加热直至有晶体析出；其中，所述富硼老卤来自含硼的硫酸镁亚型盐湖卤水，且其中氯化镁饱和，所述富硼老卤中B2O3的质量百分数不小于1％；所述恒温加热的温度范围是60℃～100℃；B、将具有晶体析出的富硼老卤恒温陈化，并固液分离得到滤饼和滤液，所述滤饼经洗涤、干燥得到柱硼镁石；其中，所述恒温陈化的温度与所述恒温加热的温度相同。2.根据权利要求1所述的柱硼镁石的制备方法，其特征在于，在将所述富硼老卤加热之前，还包括步骤：向所述富硼老卤中加入去离子水进行稀释。3.根据权利要求2所述的柱硼镁石的制备方法，其特征在于，在将所述富硼老卤稀释时，所述去离子水与富硼老卤的质量之比不超过1:10。4....

【专利技术属性】
技术研发人员：彭姣玉，董亚萍，李武，林锋，王立平，
申请(专利权)人：中国科学院青海盐湖研究所，
类型：发明
国别省市：青海;63