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中国是世界上菱镁矿资源最丰富的国家,辽宁地区的菱镁矿不仅储量丰富(占全国的86.5%,全球22.5%)而且品位高。本文基于绿色环保经济的理念,提出以菱镁矿为原料,运用硝酸铵循环法制备不同形貌和尺寸的碳酸镁,并探讨形貌与应用性能(例如吸附性能、光催化性能等)之间的关系。最后采用循环模板法,由自制花状碱式碳酸镁(MCH)为模板,成功合成了分级结构TiO2/SiO2复合材料。主要探究内容如下：(1)由菱镁矿轻烧粉制备纯度较高的碳酸镁。轻烧粉与硝酸铵溶液在105～110℃条件下反应,得到硝酸镁溶液,以此作为原料液与碳酸氢铵或碳酸铵溶液通过热解反应或沉淀反应制备不同尺寸的三水碳酸镁。在整个反应过程中,硝酸铵溶液可被循环利用。主要探讨：菱镁矿轻烧粉与硝酸铵溶液的固液比、搅拌时间和反应时间对镁离子溶出率的影响；硝酸镁与碳酸氢铵热解反应制备大尺寸三水碳酸镁过程中温度、搅拌速度、反应时间以及晶种添加量对产率以及堆积密度的影响。最后对硝酸铵溶液的循环性能进行了简单的探究。(2)碳酸镁微结构的调控。一方面,通过球磨和水化热解大尺寸的三水碳酸镁颗粒分别获得高堆积密度的三水碳酸镁和低堆积密度的碱式碳酸镁,然后煅烧得到高堆积密度、低吸附活性的氧化镁(MgO-H)和低堆积密度、高吸附活性的氧化镁(MgO-L);另一方面,80℃水浴条件下,将沉淀法制备的小尺寸三水碳酸镁静置热解得到碱式碳酸镁,通过加入不同助剂控制产物的形貌和尺寸,探索助剂对碱式碳酸镁微结构的影响,总结相应的影响规律。(3)氧化镁和氢氧化镁形貌的调控。碳酸镁形貌易控,煅烧后可得到与之形貌相同的氧化镁,再通过气相水化法制备相应的氢氧化镁。初步研究气相体系中氢氧化镁的结晶性,探讨气相水化时间和温度对氢氧化镁的微观形貌及晶相结构的影响。(4)分级结构TiO2/SiO2微纳米复合材料的制备以及光催化性能的研究。以花状MCH为模板,依次通过正硅酸乙酯(TEOS)和钛酸四正丁酯(TBT)的水解反应和煅烧,成功制取该复合材料。TiO2/SiO2复合材料不仅所使用的的模板能被循环利用,而且催化剂与染料液易于分离。主要考察TBT和TEOS的摩尔比对该复合材料微观形貌、晶相结构、比表面积以及光催化性能的影响,确定最优摩尔比。