钛酸镁

无机化合物

钛酸镁（英文名：Magnesium titanium oxide），一种无机化合物，化学式为MgiTiO3，分子量为120.17，为白色粉末，主要用作陶瓷介电元件中的添加剂，还可用作驻极体而用于交流发电机、射线测定器装置中。

物理性质

1. 性状：白色粉末。

2. 密度（g/mL，25℃）：3.91

3. 熔点（ºC）：1630

计算化学数据

1、拓扑分子极性表面积（TPSA）：3

2、重原子数量：5

3、表面电荷：0

4、复杂度：0

5、同位素原子数量：0

6、确定原子立构中心数量： 0

7、不确定原子立构中心数量：0

8、确定化学键立构中心数量：0

9、不确定化学键立构中心数量：0

10、共价键单元数量：5

11、氢键供体数量：0

12、氢键受体数量：3

13、可旋转化学键数量：0

存储方法

常温密闭，阴凉通风干燥处

制备方法

即在氢气氛中可用TiO2与Mg的混合物加热到1500℃生成MgTiO3。

另外，TiO2与MgCl2在高温下也生成MgTiO3。

燃烧法合成钛酸镁

1、方法与原理

（1）燃烧合成法

燃烧合成法是将相应可溶性金属硝酸盐（氧化剂）和有机燃料（如尿素或柠檬酸等）的混合物放置在一定温度的环境下点燃引发剧烈的氧化-还原反应，一旦点燃，反应将由氧化-还原反应所放出的热量维持自动进行，整个燃烧过程可在数分钟内完成，且有大量气体逸出，产物为疏松的泡沫状固体。燃烧法具有反应时间短、制得的产物纯度高、粒度小、分布均匀及比表面积大等特点，在试验研究中应用较为普遍。

（2）氧化剂（金属硝酸盐）与燃料配比的计算

根据推进剂化学理论，燃烧产物一般是CO2，H2O和N2，元素C，H作为还原剂，其化合价是+4价和+1价；元素O作为氧化剂，化合价为-2价；而N是中性元素，化合价为零价。

Ca为+2价的还原剂，本文以Mg（NO3）2·6H2O和柠檬酸为原料，Mg（NO3）2·6H2O的总化合价为+2+0×2+（-2）×6=－10，为氧化剂（因为结晶水不影响硝酸盐的总化合价的计算）；C6H8O7·H2O的总化合价为（+4）×6+（+1）×8+（－2）×7=+18，为还原剂。本文合成的产物为Mg2TiO4，Mg2+与Ti4+的摩尔比为2：1，Mg（NO3）2·6H2O的总化合价为－10，Ti4+在反应过程中生成TiO（NO3）2，其化合价为-10，则2moLMg（NO3）2·6H2O和1moLTiO（NO3）2的总化合价为-30，所以氧化剂和柠檬酸的摩尔比为18：30，即柠檬酸与硝酸盐的化学计量比为1.67：1，在本实验中取1.5作为燃料与金属离子的配比。如以尿素为燃料，CO（NH2）2的总化合价为+6，则尿素与硝酸盐的摩尔比为30：6，即化学计量比为5:1，但为了和柠檬酸相对比，本实验中尿素与金属离子的配比仍取1.5:1。

2、’实验过程与反应机理

根据推进剂化学理论，计算出柠檬酸与金属离子的比为1.5：1。乙二醇的量是根据原始的Pechini方法中的EG：CA=4确定的，因此制备Mg2TiO4所需原料的化学计量配比为：[Mg2+]：[Ti4+]=2：1；柠檬酸（或尿素）：[Mg2++Ti4+]=1.5：1；乙二醇：柠檬酸（或尿素）=4：1；浓硝酸为1mL；稀土离子的掺杂浓度为0.05moL%。制备步骤为：

（1）按化学计量比分别称取一定量的Mg（NO3）2·6H2O，柠檬酸（或尿素），Pr2O3（或其他稀土氧化物）；

（2）按化学计量比量取一定量的钛酸丁酯（Ti（OC4H9）4）溶液缓慢滴加到适量的乙二醇溶液中，打开磁力搅拌器开始加热至80ºC，将柠檬酸（或尿素）加入到搅拌的Ti-乙二醇溶液中，搅拌至完全溶解，得到溶液A；

（3）将Pr2O3（或其他稀土氧化物）溶解于浓硝酸得到硝酸镨溶液，将称量好的Mg（NO3）2·6H2O用少量的水溶解，得到硝酸镁溶液，将硝酸镨溶液和硝酸镁溶液混合，得到硝酸盐溶液B；

（4）将硝酸盐溶液B加入到A溶液中，在80ºC加热搅拌1h，得到溶胶C；

（5）取少量的溶胶C于刚玉坩埚中，置于马弗炉中在一定温度下进行燃烧反应，溶胶迅速沸腾、蒸发、膨胀、燃烧并伴随大量的气体放出，整个过程在五分钟内完成，待冷却后，可观察到产物为疏松多孔的白色固体，稍加研磨，即可成很细的白色粉末；

（6）采用XRD、SEM、FL（荧光光谱）对样品进行测试分析。

应用领域

主要用作陶瓷介电元件中的添加剂，还可用作驻极体而用于交流发电机、射线测定器装置中。

系统编号

CAS号：12032-35-8

MDL号：MFCD00016198

EINECS号：234-770-6