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16674-78-5 / 醋酸鎂的應用和制備

背景及概述[1]

長期以來,鎂資源主要用來生產耐火材料和附加值較低的無機化工產品,應用范圍較窄。目前,仍然有很多科研機構致力于有機鎂化合物的合成與應用研究。其中醋酸鎂是一種重要的廣義金屬鎂有機化合物。常見的醋酸鎂有兩種狀態:一種是無水醋酸鎂,另一種是帶結晶水的四水醋酸鎂。醋酸鎂別名乙酸鎂,化學式Mg(CH3COO)2·4H2O,式量214.48。無色單斜晶體,密度為1.454g/cm3(無水物密度為1.42g/cm3),易溶于水和乙醇,水溶液呈中性或弱酸性,80℃時溶于結晶水中。在潮濕空氣中潮解,在濃硫酸干燥器中風化,100℃時脫水,用做分析試劑,制備乙酸鈉酰鎂以測定物質中鈉的含量。碳酸鎂跟醋酸反應,經濃縮,析出醋酸鎂晶體。

應用[2-3]

醋酸鎂是重要的金屬有機化合物,可以用作有機合成中間體、催化劑、分析試劑,也可以作為制取鎂的納米氧化物前驅物。醋酸鎂可以與草酸充分研磨2h,置于80℃烘箱內干燥4h,再在600℃下灼燒3h得到平均粒徑為15nm的納米氧化鎂,這種方法稱為固相合成納米氧化鎂;無水醋酸鎂作為有機配合物前驅體也可以合成納米氧化鎂,納米氧化鎂作為一種新型多功能無材料,其粒子尺寸介于1~100nm之間,比表面積大,表面活性較大,呈現出表面效應、體積效應和量子隧道效應等特性。由于納米氧化鎂在催化、光學、磁學、力學等方面展現出了許多特殊的優異功能,因而具有非常重要的應用價值,近些年來,業內掀起了納米氧化鎂材料的研究熱潮。氧化鎂納米粉體制備方法,包括步驟1)將醋酸鎂在100℃的溫度條件下烘干3~5小時,去除結晶水;步驟2)將無水醋酸鎂以0.1~50:100的比例溶解于無水乙醇中,形成均勻穩定的醋酸鎂溶液;步驟3)將醋酸鎂溶液在燃燒室內連續霧化噴出,同時在燃燒室內通入助燃氣體;將燃燒室內的物質連續點燃,獲得燃燒粉體;步驟4)收集燃燒粉體;將收集到的燃燒粉體在馬弗爐中以400~800℃的溫度條件焙燒礦化1~3小時;步驟5)將礦化好的粉體冷卻至室溫,即得氧化鎂納米粉體。

此外,四水醋酸鎂是一種容易合成的金屬有機化合物,純度高,成本低,具有較高的附加價值。同時因為它的水溶性好,無毒無害,是一種綠色化工產品,所以大力開發其應用很有前景。中國鎂儲量占世界總量的20%,自然界中常見的碳酸鎂、氯化鎂及氧化鎂均可以作為合成四水醋酸鎂的基本原料,深入研究新的工藝條件具有重要的實際意義。近年來,四水醋酸鎂的許多特殊性能正在引起人們的關注,如在化工、材料、醫藥、農業等領域有著廣闊的應用前景。研究發現,四水醋酸鎂可以廣泛用作有機合成的中間體、催化劑、分析試劑、融雪劑、改性劑等。

制備[4]

用鎂與醋酸反應可以制得無水醋酸鎂。首先將鎂錠用刨床刨成鎂片。然后依次用鹽酸、10%的氫氧化鈉溶液洗滌,除去污垢。最后用無水乙醇洗滌3次,干燥,備用。合成醋酸鎂的實驗裝置是在250mL四口燒瓶中進行的,裝置裝有電動攪拌器、溫度計、平衡加料器、垂直玻璃夾套冷凝管,冷凝管上端與干燥塔相連。反應液用電熱套加熱。向四口燒瓶中加入4g鎂片和少量醋酸,開啟攪拌,加熱升溫,當溫度加熱到50℃時,反應液中有氣泡產生,表明反應發生,停止加熱。由于反應是強放熱反應,反應劇烈,反應過程中放出大量的熱和氫氣,所以反應過程中反應液溫度可自動升至120℃,回流下持續反應。為防止反應過于激烈而發生危險,實驗過程中采用平衡加料器向裝有鎂片的反應器內滴加余量的醋酸。反應過程在2h內完成,得到乳白色液體。反應液放置12h后會出現白色沉淀。用真空漏斗過濾,可以得到白色的醋酸鎂固體。濾液在130℃下進行蒸濃、干燥,還可以進一步得到白色的醋酸鎂固體。制得的醋酸鎂放置在空氣中一段時間后會發生潮解,生成四水醋酸鎂。將其在140℃下煅燒1h,可除去結晶水,重新得到不含結晶水的醋酸鎂固體。

主要參考資料

[1] 中學教師實用化學辭典

[2] CN201811341331.6一種氧化鎂納米粉體制備方法

[3] CN201610694151.0四水醋酸鎂及其制備工藝和應用

[4] 醋酸鎂合成工藝的研究

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