硅酸镁锂-聚乙烯吡咯烷酮纳米流体相关系和机理研究

硅酸镁锂-有机高分子聚合物纳米流体具有特殊的稳定性和流变性、触变性，在其研究领域逐渐受到关注。目前对该类纳米流体的相关系和机理的研究还不够。本项目采用具有长链结构的聚乙烯吡咯烷酮有机高分子聚合物与具有纳米层状结构的硅酸镁锂为原料，将其分散到大量水中，形成硅酸镁锂-聚乙烯吡咯烷酮纳米流体。通过对该体系的稳定性、流变性和触变性的研究，结合仪器分析的结果，绘制硅酸镁锂-聚乙烯吡咯烷酮纳米流体相关系图。以绘制的纳米流体相图为依据，研究了纳米流体的流变机理和触变机理以及温度对纳米流体流变机理和触变机理的影响。通过上述研究，总结纳米流体相关系图在控制纳米流体性能方面的作用。项目的开展将促进对硅酸镁锂-聚乙烯吡咯烷酮纳米流体的研究，为其应用提供基础数据和理论依据；项目的开展可实现相关系图对纳米流体性能的控制，为纳米流体相关系图在控制材料性能领域的研究提供了新的思路。

硅酸镁锂作为盐湖资源综合利用的初级产品，避开了镁、锂分离的难题，实现了镁、锂资源的综合利用，但对其高值化和精细化开发利用的基础研究尚且不足。长期以来，因为技术、经济等问题，本课题组合成的硅酸镁锂产品一直无法得到大规模的高值化、精细化开发和应用。结合我国盐湖材料开发现状，开展硅酸镁锂基纳米流体的理论和应用基础研究，利用硅酸镁锂制备纳米流体，是高值化利用硅酸镁锂的重要途径。研究硅酸镁锂基纳米流体的流变性能、触变性能以及机理，获得基础数据成为需开展的重点工作。.本课题利用青海东台吉乃尔盐湖提钾、除硼后的浓缩卤水，采用水热合成的方法制备了盐湖初级产品—硅酸镁锂，并通过X-射线粉末衍射技术、傅里叶红外光谱技术、扫描电子显微镜技术对硅酸镁锂进行了测试和表征。.本课题合成了硅酸镁锂-聚乙烯吡咯烷酮纳米流体，研究了纳米流体的流变行为和触变行为。测定了这类纳米流体的流变性、触变性、稳定性等物理化学性质，进一步总结了纳米流体粘度与剪切速率、温度、剪切时间、纳米流体组分之间的作用关。探讨了这类纳米流体在外加剪切作用条件下相的变化和方向，并以此为依据，绘制了硅酸镁锂-聚乙烯吡咯烷酮纳米流体的相关系图，为硅酸镁锂材料在纳米流体领域的高值化应用提供了基础数据。.探讨了硅酸镁锂-聚乙烯吡咯烷酮纳米流体的结构，研究了聚乙烯吡咯烷酮在构筑硅酸镁锂基纳米流体稳定结构中所起的主要作用，并初步构建了纳米流体的结构模型，获得了纳米流体结构控制其流变性、触变性的基础数据。在此基础上，进一步研究了温度对纳米流体性能的影响，总结了温度在纳米流体结构构筑过程中所起的作用。.本项目完成了项目申请书中的全部内容。项目实施过程中，共发表研究论文4篇，其中SCI收录1篇，EI收录2篇，中文核心期刊收录1篇；申请国家发明专利2项。同时本课题实施过程中，共培养硕士研究生1名。项目的研究结果为盐湖初级产品—硅酸镁锂在纳米流体领域的研究提供了科学依据。同时开展的纳米流体的流变性能、触变性能以及相关系的研究工作，提高了硅酸镁锂的附加值，为高值化利用硅酸镁锂开辟了重要途径，对于实现盐湖初级产品—硅酸镁锂的高值化和精细化应用具有重要的意义。