鈦酸鎂

鈦酸鎂是化學物質，分子式是Mg2TiO4。主要用作陶瓷介電元件中的添加劑，還可用作駐極體而用於交流發電機、射線測定器裝置中。

基本介紹

• 中文名：鈦酸鎂
• 外文名：magnesium dititanate
• 分子式：Mg2TiO4
• 分子量：160.49

基本信息

中文名稱：鈦酸鎂

英文名稱：Magnesium titanium oxide

英文別名：Magnesium titanate，powder，<2 μm;Magnesium titanate;magnesium，oxygen（2-），titanium（4+）;

CAS號：12032-30-3

分子式：MgO₃Ti

分子量：120.17000

精確質量：119.91800

PSA：63.19000

物理性質

1. 性狀：白色粉末。

2. 密度（g/mL，25℃）：3.91

3. 熔點（ºC）：1630

存儲方法

常溫密閉，陰涼通風乾燥處

合成方法

即在氫氣氛中可用TiO₂與Mg的混合物加熱到1500℃生成MgTiO₃。

另外，TiO₂與MgCl₂在高溫下也生成MgTiO_3。

主要用途

主要用作陶瓷介電元件中的添加劑，還可用作駐極體而用於交流發電機、射線測定器裝置中。

系統編號

CAS號：12032-35-8

MDL號：MFCD00016198

EINECS號：234-770-6

安全信息

WGK Germany：3

毒理學數據

主要的刺激性影響：

在皮膚上面：刺激皮膚和黏膜

在眼睛上面：刺激的影響

致敏作用：沒有已知的敏化現象

計算化學數據

1、 拓撲分子極性表面積（TPSA）：3

2、 重原子數量：5

3、 表面電荷：0

4、 複雜度：0

5、 同位素原子數量：0

6、 確定原子立構中心數量： 0

7、 不確定原子立構中心數量：0

8、 確定化學鍵立構中心數量：0

9、 不確定化學鍵立構中心數量：0

10、 共價鍵單元數量：5

11、 氫鍵供體數量：0

12、 氫鍵受體數量：3

13、 可旋轉化學鍵數量：0

生態學數據

通常對水體是稍微有害的，不要將未稀釋或大量產品接觸地下水，水道或污水系統，未經政府許可勿將材料排入周圍環境。

性質與穩定性

常溫常壓下穩定。

避免光，明火，高溫。能緩慢地溶於稀HCl中，在濃HCl中溶解速度很快，也溶於NH₄HSO₄的熔融液中。

燃燒法合成鈦酸鎂

1、方法與原理

（1） 燃燒合成法

燃燒合成法是將相應可溶性金屬硝酸鹽（氧化劑）和有機燃料（如尿素或檸檬酸等）的混合物放置在一定溫度的環境下點燃引發劇烈的氧化-還原反應，一旦點燃，反應將由氧化-還原反應所放出的熱量維持自動進行，整個燃燒過程可在數分鐘內完成，且有大量氣體逸出，產物為疏鬆的泡沫狀固體。燃燒法具有反應時間短、製得的產物純度高、粒度小、分布均勻及比表面積大等特點，在試驗研究中套用較為普遍。

（2）氧化劑（金屬硝酸鹽）與燃料配比的計算

根據推進劑化學理論，燃燒產物一般是CO₂，H₂O和N₂，元素C，H作為還原劑，其化合價是+4價和+1價；元素O作為氧化劑，化合價為-2價；而N是中性元素，化合價為零價。

Ca為+2價的還原劑，本文以Mg（NO₃）₂·6H₂O和檸檬酸為原料，Mg（NO₃）₂·6H₂O的總化合價為+2+0×2+（-2）×6=－10，為氧化劑（因為結晶水不影響硝酸鹽的總化合價的計算）；C₆H₈O₇·H₂O的總化合價為（+4）×6+（+1）×8+（－2）×7=+18，為還原劑。本文合成的產物為Mg₂TiO₄，Mg²⁺與Ti⁴⁺的摩爾比為2：1，Mg（NO₃）₂·6H₂O的總化合價為－10，Ti⁴⁺在反應過程中生成TiO（NO₃）₂，其化合價為-10，則2moLMg（NO₃）₂·6H₂O和1moLTiO（NO₃）₂的總化合價為-30，所以氧化劑和檸檬酸的摩爾比為18：30，即檸檬酸與硝酸鹽的化學計量比為1.67：1，在本實驗中取1.5作為燃料與金屬離子的配比。如以尿素為燃料，CO（NH₂）₂的總化合價為+6，則尿素與硝酸鹽的摩爾比為30：6，即化學計量比為5:1，但為了和檸檬酸相對比，本實驗中尿素與金屬離子的配比仍取1.5:1。

2、’實驗過程與反應機理

根據推進劑化學理論，計算出檸檬酸與金屬離子的比為1.5：1。乙二醇的量是根據原始的Pechini方法中的EG：CA=4確定的，因此製備Mg₂TiO₄所需原料的化學計量配比為：[Mg²⁺]：[Ti⁴⁺]=2：1；檸檬酸（或尿素）：[Mg²⁺+Ti⁴⁺]=1.5：1；乙二醇：檸檬酸（或尿素）=4：1；濃硝酸為1mL；稀土離子的摻雜濃度為0.05moL%。製備步驟為：

（1）按化學計量比分別稱取一定量的Mg（NO₃）₂·6H₂O，檸檬酸（或尿素），Pr₂O₃（或其他稀土氧化物）；

（2）按化學計量比量取一定量的鈦酸丁酯（Ti（OC₄H₉）₄）溶液緩慢滴加到適量的乙二醇溶液中，打開磁力攪拌器開始加熱至80ºC，將檸檬酸（或尿素）加入到攪拌的Ti-乙二醇溶液中，攪拌至完全溶解，得到溶液A；

（3）將Pr₂O₃（或其他稀土氧化物）溶解於濃硝酸得到硝酸鐠溶液，將稱量好的Mg（NO₃）₂·6H₂O用少量的水溶解，得到硝酸鎂溶液，將硝酸鐠溶液和硝酸鎂溶液混合，得到硝酸鹽溶液B；

（4）將硝酸鹽溶液B加入到A溶液中，在80ºC加熱攪拌1h，得到溶膠C；

（5）取少量的溶膠C於剛玉坩堝中，置於馬弗爐中在一定溫度下進行燃燒反應，溶膠迅速沸騰、蒸發、膨脹、燃燒並伴隨大量的氣體放出，整個過程在五分鐘內完成，待冷卻後，可觀察到產物為疏鬆多孔的白色固體，稍加研磨，即可成很細的白色粉末；

（6）採用XRD、SEM、FL（螢光光譜）對樣品進行測試分析。