불화 마그네슘을 갖는 무기 염 화학 수식을 무색 MgF₂. 자연에서 광물 셀레 라이트로 발견됩니다. 융점이 매우 높고 물에 잘 녹지 않습니다. 예를 들어, 황산과의 반응이 느리고 불완전하며 최대 750ºC까지 불화 수소산 (HF)에 의한 가수 분해에 저항하기 때문에 비교적 불활성입니다.
고 에너지 방사선의 영향을 거의받지 않는 화합물입니다. 또한 낮은 굴절률, 높은 내식성, 우수한 열 안정성, 상당한 경도 및 우수한 가시 광선, UV (자외선) 및 IR (적외선) 광 투과 특성을 가지고 있습니다.
이러한 특성으로 인해 광학 분야에서 탁월한 성능을 발휘할뿐만 아니라 촉매 지지체, 코팅 요소, 반사 방지 렌즈 및 적외선 투과 용 창으로 유용한 재료가됩니다.
구조
화학적으로 제조 된 불화 마그네슘의 결정 구조는 천연 광물 셀레 라이트와 동일한 유형입니다. 그것은 정방 정계의 쌍각 체 클래스에서 결정화됩니다.
마그네슘 이온 (Mg2 +)은 중심 정방형 격자 공간에 위치하며, 불소 이온 (F-)은 Mg2 + 이웃과 동일한 평면에서 발견되며 서로 쌍으로 그룹화됩니다. Mg2 +와 F- 이온 사이의 거리는 2.07Å (옹스트롬) (2.07 × 10-10m)입니다.
그의 수정 조정은 6 : 3입니다. 이는 각 Mg2 + 이온이 6 개의 F- 이온으로 둘러싸여 있고 각 F- 이온이 차례로 3 Mg2 + 5 개의 이온으로 둘러싸여 있음을 의미합니다.
이 구조는 자연적인 형태의 이산화 티타늄 (TiO2) 인 광물 루틸의 구조와 매우 유사하며 몇 가지 공통적 인 결정 학적 특성을 가지고 있습니다.
Mg2 + 및 F- 이온은 용액에서 고분자 복합체를 형성하지 않기 때문에 생산 과정에서 불화 마그네슘은 무정형 고체로 침전되지 않습니다.
속성
불화 마그네슘이 복굴절 물질이라는 점은 흥미 롭습니다. 이것은 입사 광선을 서로 다른 속도와 파장으로 전파하는 두 개의 개별 광선으로 분할 할 수있는 광학적 특성입니다.
그 속성 중 일부는 표 1에 나와 있습니다.
표 1. 불화 마그네슘의 물리 화학적 특성.
합성 및 준비
다음과 같은 다양한 방법으로 준비 할 수 있습니다.
1- 산화 마그네슘 (MgO) 또는 탄산 마그네슘 (MgCO3)과 불화 수소산 (HF) 사이의 반응을 통해 2 :
MgO + 2 HF MgF2 + H2O
MgCO3 + 2 HF MgF2 + CO2 + H2O
2- 탄산 마그네슘과 중불 화 암모늄 (NH4HF2) 사이의 반응으로 150 ~ 400ºC2 사이의 온도에서 고체 상태 :
150-400ºC
MgCO3 + NH4HF2 MgF2 + NH3 + CO2 + H2O
3- 수산화 암모늄 (NH4OH)이있는 상태에서 탄산 마그네슘과 불화 암모늄 (NH4F)의 수용액을 60ºC 2에서 가열 :
60 ° C, NH4OH
MgCO3 + 3 NH4F NH4MgF3 + (NH4) 2CO3
생성 된 마그네슘 암모늄 플루오 라이드 (NH4MgF3) 침전물을 620 ° C에서 4 시간 동안 가열하여 마그네슘 플루오 라이드를 수득한다 :
620ºC
NH4MgF3 MgF2 + NH3 + HF
4- 베릴륨 (Be)과 우라늄 (U)을 얻는 부산물. 원하는 원소의 불소는 MgF2 2로 코팅 된 도가니에서 금속 마그네슘으로 가열됩니다.
BeF2 + Mg Be + MgF2
5- 상온의 수용액에서 염화 마그네슘 (MgCl2)과 불화 암모늄 (NH4F) 3 :
25ºC, H2O
MgCl2 + 2 NH4F MgF2 + 2NH4Cl
MgF2를 제조하는 방법은 비싸기 때문에보다 경제적으로 구하려는 시도가 있으며 그중 해수에서 생산하는 방법이 눈에 띈다.
이는 마그네슘 이온 (Mg2 +)의 농도가 풍부하여 MgF2의 침전에 유리한 해수에 충분한 양의 불소 이온 (F-)을 첨가하는 것이 특징입니다.
불화 마그네슘 광학 결정은 예를 들어 NH4HF2 방법으로 얻은 고품질 MgF2 분말의 핫 프레스에 의해 얻어진다.
단결정 성장, 압력없는 소결 (몰드 또는 성형에 대한 압축), 핫 프레싱 및 마이크로파 소결과 같은 불화 마그네슘 재료를 준비하는 많은 기술이 있습니다.
응용
광학
MgF2 결정은 UV 영역에서 중간 IR 영역 2.10까지 투명하기 때문에 광학 응용 분야에 적합합니다.
불활성 필름으로 광학 및 전자 재료의 광 투과 특성을 변경하는 데 사용됩니다. 주요 응용 분야 중 하나는 우주 탐사 기술을위한 VUV 광학입니다.
복굴절 특성으로 인해이 소재는 편광 광학, 엑시머 레이저 (안구 수술에 사용되는 자외선 레이저의 일종)의 창 및 프리즘에 유용합니다.
박막 광학 재료의 제조에 사용되는 불화 마그네슘은 물 (H2O), 수산화 이온 (OH-), 탄산 이온 (CO3 = ), 황산염 이온 (SO4 =) 등 12.
반응의 촉매 작용 또는 가속
MgF2는 CFC (클로로 플루오로 카본), 알려진 에어로졸 냉매 및 추진제에서 염소 제거 및 수소 첨가 반응을위한 촉매 지지체로 성공적으로 사용되었으며 대기의 오존층 손상을 초래합니다.
생성 된 화합물 인 HFC (하이드로 플루오로 카본) 및 HCFC (하이드로 클로로 플루오로 카본)는 대기에 이러한 유해한 영향을 미치지 않습니다 .5.
또한 유기 화합물의 수소화 탈황 (황 제거)을위한 촉매 지지체로 유용한 것으로 입증되었습니다.
기타 용도
흑연, 불소 및 MgF2의 삽입에 의해 생성 된 물질은 전기 전도성이 높기 때문에 음극 및 전기 전도성 물질로 사용하도록 제안되었습니다.
NaF와 MgF2에 의해 형성된 공융은 잠열 형태의 에너지 저장 특성을 가지고 있기 때문에 태양 에너지 시스템에 사용되는 것으로 간주되었습니다.
생화학 분야에서 다른 금속 불화물과 함께 불화 마그네슘은 효소에서 인산화 반응을 억제하는 데 사용됩니다.
최근 MgF2 나노 입자는 암 치료를위한 질병 세포에서 약물 전달 벡터로 성공적으로 테스트되었습니다.
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