碳酸鈣結(jié)晶綜述

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1、碳酸鈣在聚合物膜上的結(jié)晶綜述序言現(xiàn)如今經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和城市進(jìn)程的加快，傳統(tǒng)的方法例如節(jié)約水資源、跨區(qū)域調(diào)水和修建大壩等方法已經(jīng)不能滿足現(xiàn)在人類對淡水資源的要求。而地球上地球表面的淡水資源如湖水、河水和地下水已過度使用或濫用，導(dǎo)致傳統(tǒng)的淡水資源進(jìn)一步減少或鹽堿化。因此，海水淡化的前景很廣闊，海水淡化為解決全球未來水危機(jī)提供了有效途徑。膜法海水淡化技術(shù)在海水淡化應(yīng)用極其廣泛，但是很多無機(jī)離子易在聚合物膜表面析出，會造成膜孔道的阻塞，碳酸鈣為其中一個影響很大的離子。因此，深入研究碳酸鈣在聚合物薄膜表面的成核機(jī)理，能夠減輕甚至避免其堵塞膜孔道的現(xiàn)象，進(jìn)一步提高海水淡化產(chǎn)能。綜上所述，

2、膜法從海水中得到淡水是最主要，最常見的一種方法，但是碳酸鈣的結(jié)晶會降低膜的壽命，對碳酸鈣膜上結(jié)晶機(jī)理的研究可以使海水得到綜合利用。碳酸鈣在聚合物膜上的結(jié)晶綜述一、我國反滲透膜法海水淡化技術(shù)現(xiàn)狀與產(chǎn)業(yè)前景我國RO法海水淡化的研究始于20世紀(jì)60年代。1965年起，中國科學(xué)院、國家海洋局等部門的有關(guān)院所對反滲透膜進(jìn)行了深入研究。國家海洋局杭州水處理中心在國內(nèi)海水淡化用反滲透膜研究與開發(fā)領(lǐng)域一直保持領(lǐng)先優(yōu)勢，在反滲透膜材料設(shè)計與制備、大型海水淡化反滲透膜系統(tǒng)設(shè)計與工程應(yīng)用等領(lǐng)域取得了一系列重要成就。1986年，國產(chǎn)化醋酸纖維素非對稱反滲透膜的氯化鈉截留率達(dá)到95%；2000年，北京

3、時代沃頓有限公司通過引進(jìn)、消化與吸收，實現(xiàn)了常規(guī)反滲透膜復(fù)合材料、反滲透元件及系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的國產(chǎn)化，成長為國內(nèi)最大的反滲透膜生產(chǎn)商，國產(chǎn)RO膜在國內(nèi)膜市場的占有率達(dá)到10%；2009年，中國藍(lán)星（集團(tuán)）股份有限公司與日本東麗株式會社在北京合資建設(shè)國內(nèi)規(guī)模最大的反滲透膜產(chǎn)業(yè)化基地。2012年，《國務(wù)院辦公廳關(guān)于加快發(fā)展海水淡化產(chǎn)業(yè)的意見》指出，到2015年，我國海水淡化能力達(dá)到220萬～260萬m3/d，對海島新增供水量的貢獻(xiàn)率達(dá)到50%以上，對沿海缺水地區(qū)新增工業(yè)供水量的貢獻(xiàn)率達(dá)到15%以上，海水淡化原料裝備制造自主創(chuàng)新率達(dá)到70%以上；我國要建立較為完善的海水淡化產(chǎn)業(yè)鏈，關(guān)鍵技

4、術(shù)、裝備、材料的研發(fā)和制造能力達(dá)到國際先進(jìn)水平。在中東地區(qū)和島嶼地區(qū)，海水化在當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)和社會發(fā)展中，發(fā)揮了重要作用以色列百分之七十的飲用水源來自海水淡化水，2005年日產(chǎn)海水淡化水量達(dá)73.8萬立方米；阿聯(lián)酋飲用水主要依賴海水淡化水，2003年日產(chǎn)量達(dá)546.6萬立方米；意大利西西里島500萬居民，2005年日產(chǎn)海水淡化水量為13.5萬立方米。目前全球海水淡化的市場成交額已達(dá)到數(shù)十億美元。著名的海水公司有：法國Sidem公司、英國熱能公司、韓國斗山重工司、以色列公司、意大利公司等。截止到2003年12月，全球已有130多個國家應(yīng)用海水淡化技術(shù)，海水淡化日產(chǎn)水量約3775萬立方

5、米。其中，世界上五十分之一的人口靠海水淡化提供飲用水。二、海水膜通透率降低原因的研究隨著使用時間的增長，海水淡化膜的通透率會降低，海水淡化的效率會受到很大影響。膜效率降低的主要原因是受到污染物的污染。影響其通透率的無機(jī)污染物主要有碳酸鈣、硫酸鈣、硫酸鋇、硫酸鍶以及金屬氧化物和硅沉積物的等無機(jī)鹽沉淀，有機(jī)物主要包括天然有機(jī)物、合成有機(jī)物以及無機(jī)—有機(jī)絡(luò)合物等，藻類、細(xì)菌、真菌等微生物，懸浮物和膠體顆粒物。無機(jī)污染主要指碳酸鈣及鈣、鋇、鍶的硫酸鹽、硅酸鹽等結(jié)垢物質(zhì)對納濾膜造成的污染，其中硫酸酸鈣和碳酸鈣等鹽垢最為見。這里主要考慮碳酸鈣結(jié)晶的污染。目前對碳酸鈣結(jié)晶的研究1采用監(jiān)測溶

6、液電導(dǎo)率的方法該法研究了碳酸鈣的結(jié)垢速率,包括晶核生長速率和晶粒長大速率,以及溫度和阻垢劑對碳酸鈣結(jié)垢速率的影響。可以計算出在不同溫度、不同阻垢劑時碳酸鈣結(jié)垢的反應(yīng)速率常數(shù)及活化能。溶液析晶過程中電導(dǎo)率的變化,研究了碳酸鈣過飽和溶液的結(jié)晶動力學(xué),把碳酸鈣的結(jié)晶析出分為晶核生長和晶粒長大,對碳酸鈣沉淀過程有了進(jìn)一步的認(rèn)識。2碳酸鈣生物礦化的體外研究進(jìn)展碳酸鈣作為生物礦化的最主要的礦物之一，長期以來一直受到材料學(xué)家、生物學(xué)家、礦物學(xué)家、醫(yī)學(xué)家的廣泛研究和關(guān)注。其研究對象使用不同的添加劑和模板調(diào)控碳酸鈣的晶型與形貌對于有機(jī)－無機(jī)界面誘導(dǎo)礦化的機(jī)理進(jìn)行了進(jìn)一步的驗證和更為深入的探討。

7、碳酸鈣結(jié)晶的主要晶形主要有三種：方解石，文石和球霰石。方解石是熱力學(xué)最穩(wěn)定的晶相，其形貌常常呈規(guī)則的棱面體狀；文石形貌則常為針狀或集束狀；球霰石其形貌多樣]，主要為六角狀。方解石為穩(wěn)態(tài)的晶型，文石和球霰石均為亞穩(wěn)態(tài)的晶型，它們形成的污垢質(zhì)地疏松，比較容易除去，方解石則難以除去。2.1傳統(tǒng)的添加劑對碳酸鈣結(jié)晶的調(diào)控（1）添加鎂離子可以穩(wěn)定無定型碳酸鈣抑止方解石晶核的形成而促使文石的晶核得以長大，達(dá)到調(diào)控晶型的目的。鎂離子還可以穩(wěn)定無定型碳酸鈣。（2）酸性氨基酸由于側(cè)鏈帶負(fù)電，可以吸引游離的或者是晶體表面的