納米碳酸鈣表面修飾文獻(xiàn)綜述

《納米碳酸鈣表面修飾文獻(xiàn)綜述》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。

1、文獻(xiàn)綜述納米碳酸鈣表面修飾一、前言納米級碳酸鈣是平均粒徑在0.1～100nm范圍內(nèi)的輕質(zhì)碳酸鈣，包括超細(xì)碳酸鈣和超微細(xì)碳酸鈣，屬納米級粉體材料。納米碳酸鈣-碳酸鈣行業(yè)中的“后起之秀”，作為一種新型高檔無機功能性填料、目前唯一噸價位在萬元左右的納米材料、目前唯一達(dá)到萬噸級規(guī)模且應(yīng)用最廣泛的納米產(chǎn)品，其所具有的量子尺寸效應(yīng)、小尺寸效應(yīng)、表面效應(yīng)和宏觀量子效應(yīng)，在磁性、催化劑、光熱阻和熔點等方面的特性，以及在增韌性、補強性、透明性、觸變性、劉平行和消毒殺菌等應(yīng)用方面的性能，隨著對其應(yīng)用研究的深入而逐漸為人們所認(rèn)識，從而大大拓寬了納米碳酸鈣的應(yīng)用領(lǐng)域，其增韌補強效果極大地改善和提高了相關(guān)行業(yè)的產(chǎn)

2、品性能和質(zhì)量。因此，納米碳酸鈣已經(jīng)廣泛用于塑料、橡膠、涂料、造紙、紡織品、密封劑、印刷、油墨、日化用品、食品、飼料、藥品等產(chǎn)品中的填充劑、添加劑、補強劑、改性劑及增白劑，以節(jié)約母料、增容增量、降低成本、改善制品品質(zhì)、增強制品功能，增加制品附加值。二、納米碳酸鈣的制備納米碳酸鈣的制備方法很多，總體上可分為物理方法和化學(xué)方法。物理方法有粉碎法、氣體蒸發(fā)法和濺射法等。化學(xué)法制造納米級碳酸鈣主要分成兩類：復(fù)分解法和碳化法。復(fù)分解法可通過控制反應(yīng)物濃度、溫度及生成物碳酸鈣的過飽和度、加入適當(dāng)?shù)奶砑觿┑?，制取球形的粒徑小?.1μm、比表面積很大、溶解性很好的無定形碳酸鈣產(chǎn)品。該法可制取純度高、百度

3、好的優(yōu)良產(chǎn)品。但制取不同晶形的產(chǎn)品成本較高，經(jīng)濟(jì)不易過關(guān)，目前國內(nèi)外很少采用。而碳化法是次啊用石灰石煅燒、石灰消化、氫氧化鈣碳化、分離、干燥、分級包裝制取碳酸鈣產(chǎn)品。該法通過控制氫氧化鈣濃度、反應(yīng)溫度和窯氣中CO2濃度、氣液比、添加劑種類及數(shù)量等工藝條件，可制取不同晶形（如立方形、鏈鎖形等）、不同粒徑（0.1～0.02μm、≤0.02μm）納米級碳酸鈣產(chǎn)品。該反應(yīng)屬氣-液-固三相反應(yīng)。具有產(chǎn)品質(zhì)量好、經(jīng)濟(jì)等優(yōu)點，是目前國內(nèi)外主要采用的制造納米級碳酸鈣的方法。采用碳化法生產(chǎn)納米級碳酸鈣的方法主要按石灰乳懸濁液同含有CO2混合氣體進(jìn)行碳酸化反應(yīng)形式及設(shè)備不同而區(qū)分生產(chǎn)納米級碳酸鈣的方法。目前

4、國內(nèi)外實現(xiàn)工業(yè)化的主要方法為間歇鼓泡式、間歇攪拌式、連續(xù)噴霧式、間歇超重力式四種方法。2.1間歇鼓泡碳化法6此工藝是目前大多數(shù)廠家采用的生產(chǎn)方法，如彭展英等采用此法，考察了消化和碳化反應(yīng)溫度、pH值、氧化鈣來源對產(chǎn)率的影響，探索出用高活性石灰為原料制備納米碳酸鈣的優(yōu)化工藝條件。白麗梅等在實驗室條件下，以石灰石為原料，通過間歇式碳化反應(yīng)合成了納米碳酸鈣產(chǎn)品。馬祥梅等利用氯化鈣、氨水和二氧化碳為原料，制得粒度分布均勻、分散性好、平均粒徑為45nm的球形納米碳酸鈣。徐惠等用此法制備出針狀納米碳酸鈣微粒，并討論了碳化溫度和結(jié)晶導(dǎo)向劑用量等因素對納米碳酸鈣粒徑和形貌的影響。此法成本低，但氣液接觸差

5、，生產(chǎn)效率低，晶形不易控制，影響規(guī)?；a(chǎn)。因此，要使產(chǎn)品的性能穩(wěn)定，仍需探討更合適的添加劑。2.2連續(xù)噴霧碳化法噴霧碳化法是日本白石工業(yè)公司在2O世紀(jì)70年代末期開發(fā)的一種工藝。徐旺生等研究了多級噴霧碳化法制備納米碳酸鈣的工藝，并討論了霧化、碳化條件及添加劑量等對納米碳酸鈣粒徑的影響，經(jīng)表面改性處理，可得平均粒徑在30～40nm活性納米碳酸鈣粉體材料。此法制得的產(chǎn)品晶形穩(wěn)定、產(chǎn)量高，但同時也存在設(shè)備投資較大、能耗大及噴嘴易堵塞等缺點。2.3超重力碳化法超重力技術(shù)(HIGEE技術(shù))率先由RamshawU和Fowler用作旋轉(zhuǎn)填充床應(yīng)用于物質(zhì)的分離。高明等以CaO和CO：為主要原料，使用超

6、重力RPB反應(yīng)器研究了Ca(OH)：懸濁液濃度、轉(zhuǎn)速和氣液比對產(chǎn)品粒徑的影響，在最優(yōu)工藝條件下制備出了平均粒徑27nm、粒度分布均勻的立方型納米碳酸鈣粉末產(chǎn)品。與傳統(tǒng)的碳化法工藝相比，此法不僅成倍縮短了碳化時間，而且可制備出平均粒徑為15—40nm、分布很窄的超微細(xì)碳酸鈣產(chǎn)品。一、碳酸鈣研究方法合成產(chǎn)物通過紅外、x-射線衍射、掃描電子顯微鏡、透射電子顯微鏡、高分辨透射電子顯微鏡和熱重分析等手段進(jìn)行了表征。(1)透射電子顯微鏡(TEM)對于材料科學(xué)的研究而言，TEM已經(jīng)成為一種不可或缺的研究工具，以致于在今天，己經(jīng)很難想像如果沒有TEM的幫助，我們該如何深入開展材料科學(xué)的研究工作。透射電鏡

7、是以波長極短的電子束做輻射源，用電磁透鏡聚焦成像的一種具有高分辨、高放大倍數(shù)的電子光學(xué)儀器。它可以直接對納米材料的形貌、結(jié)構(gòu)進(jìn)行觀察，獲取直觀的信息。（2）X射線衍射儀(XRD)X射線衍射法是目前測定晶體結(jié)構(gòu)的重要手段，應(yīng)用極為廣泛。各種晶體結(jié)構(gòu)都可用X射線衍射法來測定。通過X射線衍射還可以測定顆粒的大小。6(3)紅外光譜分析儀紅外光譜分析可用于研究分子的結(jié)構(gòu)和化學(xué)鍵，也可以作為表征和鑒別化學(xué)物種的方法。紅外光譜具有高度特征性，可以