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鈦酸鎂

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鈦酸鎂(英文名:Magnesium titanium oxide),一種無機化合物,化學式為MgiTiO3,分子量為120.17,為白色粉末,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。 [2-3] 
中文名
鈦酸鎂
外文名
Magnesium titanium oxide
Magnesium titanate
powder,<2 μm
magnesium,oxygen(2-),titanium(4+)
化學式
MgiTiO3
分子量
120.1700
CAS登錄號
12032-30-3
EINECS登錄號
234-770-6
熔    點
1610 ℃
水溶性
不溶於水
密    度
3.36 g/cm³
外    觀
白色粉末
精確質量
119.91800
PSA
63.19000

鈦酸鎂物理性質

1. 性狀:白色粉末。
2. 密度(g/mL,25℃):3.91
3. 熔點(ºC):1630 [1] 

鈦酸鎂計算化學數據

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 [1] 

鈦酸鎂存儲方法

常温密閉,陰涼通風乾燥處

鈦酸鎂製備方法

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在高温下也生成MgTiO3。
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温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、分佈均勻及比表面積大等特點,在試驗研究中應用較為普遍。
(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(NO32·6H2O和檸檬酸為原料,Mg(NO32·6H2O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(NO32·6H2O的總化合價為-10,Ti4+在反應過程中生成TiO(NO32,其化合價為-10,則2moLMg(NO32·6H2O和1moLTiO(NO32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(NH22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(NO32·6H2O,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(OC4H94)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(NO32·6H2O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温度下進行燃燒反應,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(熒光光譜)對樣品進行測試分析。

鈦酸鎂應用領域

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。 [1] 

鈦酸鎂系統編號

CAS號:12032-35-8
MDL號:MFCD00016198
EINECS號:234-770-6 [1] 

鈦酸鎂安全信息

WGK Germany:3

鈦酸鎂毒理資料

主要的刺激性影響:
在皮膚上面:刺激皮膚和粘膜
在眼睛上面:刺激的影響
致敏作用:沒有已知的敏化現象 [1] 

鈦酸鎂生態學數據

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。

鈦酸鎂性質與穩定性

常温常壓下穩定。
避免光,明火,高温。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。
參考資料
  • 1.    無機化學第五版 高等教育出版社 大連理工大學無機化學教研室
  • 2.    鈦酸鎂  .化源網[引用日期2021-06-07]
  • 3.    鈦酸鎂  .chemicalbook[引用日期2021-06-07]