硼酸盐热力学基元贡献模型及在MgBO 2 (OH)纳米晶须水热合成过程分析中应用

Abstract

以MgCl 2 ·6H 2 O、H 3 BO 3 、NaOH为原料,控制摩尔比Mg:B:Na=2:3:4,经室温共沉淀及水热转化(220～240℃,6.0～30.0 h)制得了单斜相MgBO 2 (OH)纳米晶须。借鉴机械混合模型、基团贡献法思想,根据质量守恒原则将硼酸镁盐按照复盐分子式进行基元拆分,通过引入校正因子 k ,利用复盐基元的基础热力学数据拟合建立了Δ f H m 及Δ f G m 等硼酸盐热力学基础数据估算的基元贡献模型,估算了共沉淀产物Mg 7 B 4 O 13 ·7H 2 O及水热产物MgBO 2 (OH)不同温度下的Δ f H m 、Δ f G m 热力学数据,得到了25～100℃下共沉淀反应及25～250℃下水热转化的Δ r H m 、Δ r G m 。结果显示,共沉淀反应在室温条件下可自发进行,水热转化须借助一定温度条件方能自发实现,且反应趋势随水热温度升高时间延长而增大。该热力学基元贡献模型有望为其他结构复杂复盐化合物纳米结构的湿化学法控制合成分析及预测提供借鉴。