【应用化学开题报告：以氯化镁和碳酸铵为原料制备碱式碳酸镁的实验探究2600字】

开题报告毕业论文题目以氯化镁和碳酸铵为原料制备碱式碳酸镁的实验研究专业应用化学导师学号W姓名1立题依据随着人们越来越注重安全，使用阻燃剂也越来越多。碱式碳酸镁是具有良好的隔绝空气的能力，是一种良好的阻燃材料，并且在高温反应中不产生废气和有害物质，是一种环保健康的阻燃材料。人们常常把碱式碳酸镁当做一种中间产物来制备其他物质，它可以被用来作橡胶制品的补强剂,而且其性质也相对稳定，在日用化学品、医药、化妆品等领域都有非常广泛的应用；也可以用做面粉增白剂、碱性剂、干燥剂、膨松剂等；也可以用做制备镁。碱式碳酸镁也经常用于作为干燥剂、过滤介质和隔热材料。人们经常把碱式碳酸镁用于橡胶、塑料制品中，该阻燃剂的发现，减少了我国使用有害阻燃产品，促进了国家可持续发展的道路。由于镁在某些矿产资源中含量丰富，目前工业对镁的需求量不断增大，但是镁一般不单独存在，一般以三水碳酸镁和碱式碳酸镁为主的镁化合物。世界上使用镁盐多以发达国家为主，美国生产的镁大部分以氧化镁为主，再者是菱镁矿，只有少部分是从海水中提取得到的。工业上主要使用氢氧化镁碳化的方法，广泛用于作为多种材料中的添加剂。在我国碱式碳酸镁应用之广，其方法也多种多样，例如，氯化镁或硫酸镁纯碱法，超声法，碳化法，碳酸氢盐法，复分解法等。李慧芳研究了用六水氯化镁和无水碳酸钠生产碱式碳酸镁，通过XRD与SEM对产物进行了表征，研究了反应液温度、搅拌温度对产品性能的影响[1]。王卫兵采用氯化镁与碳酸钠为料液生产碱式碳酸镁，采用正交实验法来设计实验，研究出了料液的浓度、反应液温度、物料配比的最佳反应条件[2]。可以发现碱式碳酸镁具有广泛的用途，制备方法也是多种多样，而王卫兵学者采用的氯化镁与碳酸钠为料液的碱式碳酸镁制备方法，可以通过正交实验对碱式碳酸镁的最佳制备条件进行优化，在此研究基础上，本论文研究制备碱式碳酸镁的最佳工艺条件，用于更好地制备碱式碳酸镁提供可靠的理论指导。2研究的主要内容及预期目标2.1研究内容本研究采用正交法来研究碱式碳酸镁制备的最佳工艺条件，研究了氯化镁浓度、碳酸铵浓度、反应温度和摩尔比对碱式碳酸镁产率的影响。2.2预期目标（1）以氯化镁和碳酸铵为原料制备出较纯的碱式碳酸镁。（2）优化得到制备纯碱式碳酸镁的制备工艺。3研究方案3.1技术路线具体操作流程（或合成路线等）如图1所示。图1方案操作具体流程3.2仪器与试剂试剂：氯化镁，分析纯，贵州市奥斯卡厂；碳酸铵，分析纯，云南省市东胜试剂厂。仪器：电子天平，FB1174，沈阳加斯波尔有限公司；抽滤装置，306-7型恒温干燥箱，上海市英格尔化学试剂厂；低温恒温槽，PC-2006，沈阳丹东傲龙技术研究所；X-射线衍射仪，Y-1000，辽宁市慧谷实验有限公司；磁子；锥形瓶，容量瓶，玻璃棒。3.3研究方法3.3.1正交实验本实验有四个影响因素，每个影响因素选择三个水平，大大提高了实验效率，因此正交实验被广泛应用。正交表中1—9分别表示为九组实验，第一行的1—4表示四个影响因素。根据正交表，设定实验方案。产品产率的影响因素为：氯化镁溶液的摩尔浓度、碳酸铵溶液的摩尔浓度、反应的温度、MgCl2与(NH)4CO3的摩尔配比。分别设置氯化镁浓度为1.0mol/L，1.2mol/L，1.4mol/L，设置反应温度为60℃，70℃，80℃，(NH)4CO3浓度为1.0mol/L，1.2mol/L，1.4mol/L，MgCl2与(NH)4CO3的摩尔配比设置为1：1，1：1.2，1：1.4。3.3.2实验步骤先用电子秤分别称取碳酸铵配置成1.0mol/L，1.2mol/L，1.4mol/L的溶液，再称取氯化镁分别配置成0.8mol/L，1.0mol/L，1.2mol/L的溶液，向反应器中分别加入碳酸铵与氯化镁溶液，放置在恒温水浴锅内，待到指定温度，将MgCl2溶液缓缓加入到(NH)4CO3溶液中，再加入磁子不断搅拌，待反应一小时后，将锥形瓶取出，静置，再抽滤，洗涤2-3次，将产品至于100℃恒温箱中干燥1.5小时得到产品，称量；计算出所得产品产率。4研究进度安排2022年3月至2022年5月：进行实验前期准备工作，并完成氯化镁和碳酸铵的原料准备工作。2022年6月至2022年7月：完成以氯化镁和碳酸铵为原料制备碱式碳酸镁的正交实验，并进行数据处理。2022年8月至2022年9月：总结整理实验数据，并对实验结果进行分析，进一步查阅相关文献，完成论文。5参考文献[1]郑楠,田朋,朱兴坤,孙雪,庞洪昌,宁桂玲.碱式碳酸镁基复合阻燃剂的制备及其阻燃性能研究[J].无机盐工业,2021,53(02):47-50.[2]陈明成.碱式碳酸镁的制备工艺及其热分析的研究[D].安徽：安徽理工大学,2019,14(04):14-16.[3]王卫兵.生产条件对碱式碳酸镁产率影响的试验研究[J].山东化工,2019,48(03):3-4+7.[4]KoishiM,AbeM,IwanagaS,etal.Preparationandgrowthmechanismofplate-likebasicmagnesiumcarbonatebytemplate-mediated/homogeneousprecipitationmethod[J].JournalofCentralSouthUniversity,2018,25(4):1-4.[5]RyoheiK.FacileSynthesisofBasicMagnesiumCarbonatewithDifferentMorphology[J].AdvancedMaterialsResearch,2012,14(2):23-26.[6]ShepherdI,SebastianP.Preparationofbasicmagnesiumcarbonateanditsthermaldecompositionkineticsinair[J].JournalofCentralSouthUniversityofTechnology,2011,18(06):1865-1870.[7]王志强,刘家祥,饶发明.以轻烧白云石为原料二次碳化法制备高纯碱式碳酸镁[J]硅酸盐学报,2013,41(10):1437-1441.[8]陈白珍,江剑兵,徐徽,石西昌,吴保安.热解法制备碱式碳酸镁[J].中南大学学报(自然科学版),2008,(5):907-912.[9]王晶瑶,郭宏飞,吴耀,赵斌,刘秀伍,曹吉林.苦卤制备碱式碳酸镁及分离钠、钾盐工艺研究[J].高校化学工程学报,2020,34(02):383-392.[10]王卫兵.生产条件对碱式碳酸镁产率影响的试验研究[J].山东化工,2019,48(03):3-4+7.[11]王余莲,印万忠,李闯,袁志刚,李帅,赵旭,朱明,靳宝庆,宛天成.碱式碳酸镁的表面有机改性及性能表征[J].硅酸盐学报,2020,48(01):120-127.[12]常睿璇,丁珂,孙晓君,李会杰,黄娜娜,仇龙,高恩军,刘云义,李雪.热解法制备不同形貌碱式碳酸镁[J].硅酸盐学报,2018,46(07):922-928.[13]张帅.浅谈热解法制备碱式碳酸镁的研究分析[J].化工设计通讯,2017,43(03:127+129.[14]郑利娜,余红发.白云石碳化制备碱式碳酸镁的新钙镁分离方法[J].材料科学与工程学报,2017,35(04):570-574.[15]王志强,刘家祥,饶发明.以轻烧白云石为原料二次碳化法制备高纯碱式碳酸镁[J].硅酸盐学报,2013,41(10):1437-1441.[16]杨晨,宋兴福,汪瑾,孙泽,于建国.碱式碳酸镁微球的反应结晶过程[J].化工学报,2013,64(02):718-724.[17]向群,王蓉.卤水中氧化镁提取工艺研究[J].广东化工,2012,39(16):28-30.[18]秦志扬,秦麟卿,张联盟,黄志雄.XRD,TG,DSC和FTIR法研究碱式碳酸镁的热分解[J].非金属矿,2012,35(04):52-53.[19]张向京,赵飒,张志昆,郭欣欣,刘润静,胡永琪.加压碳化法制备碱式碳酸镁新工艺研究[J].无机盐工业,2011,43(10):39-41.[20]王国胜,王蕾,曹颖,张翔.反应温度对碱式碳酸镁结构及晶形影响的研究[J].无机盐工业,2011,43(03):31-33.[21]毛小浩,李军旗,赵平源.氯化镁制备碱式碳酸镁研究[J].山西冶金,2009,32(06):1-3.[22]王蕾,王国胜.碱式碳酸镁热解机理研究进展[J].化学工程师,2009,23(11):42-45.[23]周大鹏,杜志平,赵永红,张广良.均匀沉淀法制备纳米碱式碳酸镁粉体的研究[J].盐业与化工,2009,38(01):21-23+31.[24]