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氢氧化镁的溶解速率是影响其在环境领域高效应用的关键。本文以氧化镁水化制备氢氧化镁工艺为基础,采用恒pH滴定法测试了在不同水化剂辅助条件下氧化镁水化产物的溶解速率。借助激光粒度分析、SEM、TEM、XRD、FT-IR、BET氮气吸附-解吸等技术对水化产物的组分以及结构进行表征,找寻产物形貌与溶解活性的关联。结合密度泛函理论,探讨了水化剂影响水化产物形貌进而影响其溶解速率的机理。主要研究内容及结论如下:(1)实验筛选水化剂离子对氧化镁水化产物溶解活性影响。结果表明,MgAc2、NH4Ac和HAc可作为潜在的促进氧化镁水化产物溶解的水化剂,其中以NH4Ac为水化剂的样品具有最高的溶解速率。用密度泛函理论(DFT)模拟的方法证明在以MgAc2、NH4Ac为水化剂的情况下得到的卷曲片状晶体对H2O具有较强的亲和力。(2)以氧化镁-醋酸铵体系为基础,设计响应面优化实验。实验结果表明,需要适当调控体系的水化温度和反应时间来获得高溶解活性的水化产物。在水化温度为75.5℃,反应时间为112 min,NH4Ac浓度为15 g/L的条件下得到溶解速率最高的水化产物(43.8±0.3 mmol-1min-1mol MH),远高于商用氢氧化镁的溶解速率(30.3 mmol-1min-1mol MH)。水化产物结构表征与溶解速率的相关性研究表明,Ac-的络合作用以及氨气的原位释放对氢氧化镁的结晶行为有一定的影响,并导致弯曲薄片状和具有缺陷的结构生成,提高了水化产物的溶解活性。(3)研究了甘氨酸辅助水化条件下氧化镁水化产物的溶解宏观动力学差异。因甘氨酸的结构和性质与NH4Ac类似,且在碱性条件下无氨气释放,故而以无水化剂样品(MH-D)为对照组,对甘氨酸辅助下合成的水化产物(MH-G)进行溶解动力学研究。结果表明氧化镁水化产物溶解速率由产物层扩散控制,MH-G的表观溶解速率约为MH-D的两倍。虽然MH-G的有效扩散系数小于MH-D,但这意味着MH-G本身具有更高的内在溶解活性。这种高溶解活性主要是由于大而薄的晶粒结构在溶解过程中容易崩解,从而暴露出更多的反应位点。基于密度泛函理论的计算结果证明,这种独特结构的形成是由于甘氨酸在氢氧化镁(110)表面的优先吸附。综上所述,在氧化镁水化过程中加入水化剂能改变水化产物的形貌并进一步影响其溶解速率,研究结果为以简单方法合成高溶解活性的氢氧化镁提供了新的思路。