無水碳酸鎂在自然界中以菱鎂礦形式存在，mgco3與feco3之間可形成完全類質(zhì)同象，即晶體結(jié)構(gòu)中的mg2+和fe2+由于性質(zhì)相近可以相互替換，并且其晶體物理性質(zhì)隨兩種元素的數(shù)量變化呈線性變化趨勢。晶胞結(jié)構(gòu)及化學(xué)鍵保持不變，mg2+與fe2+能夠以比例相互混溶，可以形成各種含量不同的類質(zhì)同象混合物。天然菱鎂礦中一般含fe且很難去除，此外還有ca、mn、si等雜質(zhì)，因此通過礦物直接研磨加工而成的產(chǎn)品通常純度較低，品質(zhì)較差。

無水碳酸鎂可以替代堿式碳酸鎂或三水碳酸鎂作為添加劑用于高級玻璃、精細(xì)陶瓷、防火涂料、日用品和醫(yī)藥制品等，能夠起到補強、抗磨、阻燃等作用。此外，無水碳酸鎂最重要的應(yīng)用是作為一種新型無機(jī)阻燃劑使用。無水碳酸鎂分解溫度在300-500℃之間，分解產(chǎn)生大量co2，該過程為吸熱反應(yīng)，單位反應(yīng)吸熱量為864j/g。分解過程無有害物質(zhì)產(chǎn)生，產(chǎn)物co2能夠隔絕空氣，阻斷氧源，在理論上可以獲得非常好的阻燃效果，特別適用于對溫度要求比較高的電器類材料的防火阻燃。

無水碳酸鎂的研究依然處在探索階段，少數(shù)工業(yè)上應(yīng)用的無水碳酸鎂是由高質(zhì)量的菱鎂礦等經(jīng)過物理加工(如研磨、分級破碎等)制備而成的。

在國外，最早在2008年以堿式碳酸鎂3mgco3·mg(oh)2·3h2o為原料，置于乙二醇溶劑中持續(xù)通入co2，在150℃下制備出了純相的mgco3晶體;利用鎂粉、甲醇和co2，經(jīng)過一系列反應(yīng)生成了mgco3凝膠;利用氯化鎂、co2在密封120℃、3bar壓力下生成純相mgco3;國內(nèi)研究者們對于無水碳酸鎂制備的研究主要集中在水熱方法制備。利用不同鎂源分別與尿素在160℃下進(jìn)行水熱反應(yīng)，經(jīng)過30h生成了粒徑為10um左右的菱面體微晶顆粒;將醋酸鎂、硫酸鈉、環(huán)六亞甲基四胺放入水熱體系中，160℃反應(yīng)24h后生成粒徑約為30um的碳酸鎂晶體，并研究了其光學(xué)性能;通過鎂鹽與碳酸銨反應(yīng)生成中間體碳酸銨鎂，之后進(jìn)行低溫煅燒獲得晶須狀無水碳酸鎂產(chǎn)品，這種方法避開了傳統(tǒng)的高溫高壓環(huán)境處理，生產(chǎn)成本降低，產(chǎn)品可作為阻燃劑應(yīng)用于實際生產(chǎn)中;采用水熱處理工藝，以mgcl2為鎂源，尿素為沉淀劑，在水熱體系中添加檸檬酸鈉和殼聚糖，在不同條件下制備出粒徑為15um的三維花狀和粒徑為20um的球形產(chǎn)品。

總體來看，無水碳酸鎂的制備多集中在高溫高壓條件下，這可能是由物質(zhì)本身特性決定，現(xiàn)有的制備研究普遍存在反應(yīng)環(huán)境苛刻、反應(yīng)時間長，晶體粒徑較大的情況。作為一種無機(jī)粉體材料，良好的分散性和均勻細(xì)微的粒徑是評價產(chǎn)品質(zhì)量的重要標(biāo)準(zhǔn)，因此對于無水碳酸鎂的研究重要方向之一就是制備出分散性好、粒徑均一、能應(yīng)用于工業(yè)的粉體，此外要盡量縮短其反應(yīng)時間，提高反應(yīng)效率。另一方面，無機(jī)粉體的形貌往往能影響其本身性質(zhì)，因此制備出特殊形貌的無機(jī)粉體可以拓展其在實際生產(chǎn)中的應(yīng)用領(lǐng)域。

為了解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，而提供一種基于水熱碳化反應(yīng)制備特殊形貌無水碳酸鎂的方法，該方法工藝簡單、條件溫和，且制備的無水碳酸鎂分散性好、形貌多樣。

基于水熱碳化反應(yīng)制備特殊形貌無水碳酸鎂的方法，步驟如下：

調(diào)節(jié)抗壞血酸水溶液初始ph為5.5～14.0，加入鎂鹽，攪拌后將混合物置于反應(yīng)釜中，反應(yīng)溫度120～250℃，反應(yīng)時間為1～12h，經(jīng)后處理，得純相無水碳酸鎂。

所述抗壞血酸水溶液的濃度為10～200mg/ml。所述鎂鹽為硫酸鎂、氯化鎂、氫氧化鎂、氧化鎂或醋酸鎂中的一種。加入所述鎂鹽，控制反應(yīng)液中mg2+濃度為0.5～3.0mol/l。用naoh或koh調(diào)節(jié)所述抗壞血酸水溶液的初始ph值。所述反應(yīng)溫度150～250℃。

本工藝流程簡單，無需額外通入co2，條件溫和，所需設(shè)備簡單、易操作。節(jié)能高效，在較短時間內(nèi)可制備出分散性好，粒徑均一，形貌多樣的無水碳酸鎂。