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《納米碳酸鈣的化學(xué)制備方法及應(yīng)用分析》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫。
1、納米碳酸鈣的化學(xué)制備方法及應(yīng)用分析摘要：碳酸鈣作為一種生物礦物，其具有良好的生物相容性和穩(wěn)定的化學(xué)性質(zhì)，屬于很有前途的無機(jī)材料，被廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、油墨、涂料、塑料和橡膠等領(lǐng)域。而納米碳酸鈣則是指粒徑保持在1～100nm范圍內(nèi)的碳酸鈣產(chǎn)品，其涉及超微細(xì)碳酸鈣和超細(xì)碳酸鈣這兩種產(chǎn)品，具有宏觀量子隧道效應(yīng)、小尺寸效應(yīng)和量子尺寸效應(yīng)，在殺菌消毒、增強(qiáng)透明性與補(bǔ)強(qiáng)性等方面的應(yīng)用性能較為特殊。本文就對納米碳酸鈣的化學(xué)制備方法及應(yīng)用進(jìn)行分析和探討。中國1/vie 關(guān)鍵詞：納米碳酸鈣；化學(xué)制備方法；應(yīng)用 納米碳酸鈣是上世紀(jì)八十年代發(fā)展起來的新型
2、固體材料，選料為非金屬礦石灰石，采用沉淀法合成納米粉末體的技術(shù)來制備納米材料。隨著納米技術(shù)的快速發(fā)展，碳酸鈣逐步實(shí)現(xiàn)了表面改性、結(jié)構(gòu)復(fù)雜化以及超細(xì)化的發(fā)展，應(yīng)用價(jià)值越來越高，在熔點(diǎn)、催化劑、光熱組和磁性等方面的優(yōu)越性日益增強(qiáng)?？梢哉f，納米碳酸鈣產(chǎn)品的應(yīng)用空間與發(fā)展?jié)摿?huì)越來越大?！ ∫?、納米碳酸鈣的化學(xué)制備方法 （一）凝膠法 凝膠法主要是以凝膠的一端或兩端為依據(jù)，讓Ca2+和CO32-加以擴(kuò)散，這樣凝膠內(nèi)部可以生成結(jié)晶核，在其位置不變的前提下，能夠?qū)Ш说纳L與生成進(jìn)行連續(xù)觀察，適應(yīng)于晶體過程的研究。當(dāng)然對不同的條件加以控制，
3、如添加劑的濃度與種類、pH值、Ca2+和CO32-的濃度、凝膠濃度等，可以得到球霞石型或文石型的碳酸鈣。 ?。ǘ┤橐悍ā ∪橐悍梢詣澐譃槿闋钜耗しㄅc微乳液法，其中利用前者來制備納米CaCO3時(shí)，膜溶劑需選用煤油，讓司本-80（Span-80）座位流動(dòng)載體與表面活性劑，這樣可以配成水相與油相不相溶的液體混合物，利用電動(dòng)攪拌器加以攪拌后，這時(shí)油相中會(huì)分散有微液滴形式Na2CO3水溶液，形成乳液后與Ca（OH）2溶液進(jìn)行混合攪拌，Ca2+會(huì)進(jìn)入微液滴加以反應(yīng)，從而生成CaCO3超細(xì)顆粒。后者則是在兩份完全相同的微乳液中溶入可溶性鈣鹽與
4、可溶性碳酸鹽，在特定情況下混合反應(yīng)之后，需要對小區(qū)域內(nèi)的晶粒生長與成核進(jìn)行控制，然后將溶劑與晶粒進(jìn)行分離，從而得到納米碳酸鈣的顆粒。一般來說，微乳液是由水、油、助表面活性劑、表面活性劑組成的熱力學(xué)穩(wěn)定體系?！ 。ㄈ?fù)分解法 復(fù)分解法主要是在一定的工藝情況下，將水溶性碳酸鹽與水溶性鈣鹽進(jìn)行固-液相反應(yīng)，制備出納米碳酸鈣產(chǎn)品，以此控制生成碳酸鈣的過飽和度以及反應(yīng)物的溫度與濃度，適當(dāng)加熱添加劑則能夠獲得無定性碳酸鈣。如利用此方法制備納米碳酸鈣時(shí)，選用碳酸銨與氯化鈣作為原料，其化學(xué)反應(yīng)式為：（NH4）2CO3+CaCl2=2NH4Cl+
5、CaCO3↓，這樣可以制備出高白度與高純度的納米碳酸鈣產(chǎn)品。但是由于碳酸鈣中氯離子無法除盡吸附，而在實(shí)際生產(chǎn)中采用的傾析法需消耗大量洗滌用水與時(shí)間，因此使用范圍狹小。 ?。ㄋ模┨蓟ā 〔捎锰蓟?碇票改擅滋妓岣剖保?需要精心選擇石灰石，并對其加以煅燒來獲得窯氣與氧氣；然后消化氧化鈣來生成懸浮氫氧化鈣，利用高剪切力作用對其進(jìn)行粉碎，借助多級(jí)旋液來分離與去除雜質(zhì)及顆粒，獲得精制氫氧化鈣懸浮液；適當(dāng)加入晶型控制劑與CO2氣體，得到晶型碳酸鈣漿液，在此基礎(chǔ)上通過表面處理、干燥與脫水等手段獲取納米碳酸鈣。該方法可分為連續(xù)噴霧碳化法與間歇攪拌
6、式碳化法，前者制備的納米碳酸鈣產(chǎn)品具有粒度均勻和細(xì)小等特點(diǎn)，平均粒徑多為30nm～40nm，微粒晶型可調(diào)控，投資與能耗相對較小，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，生產(chǎn)能力大。而后者的攪拌氣液具有較大的接觸面積，因此產(chǎn)品的粒徑分布較為狹窄，反應(yīng)相對均勻，但是其需要較大的設(shè)備投資，操作十分復(fù)雜?？偠灾?，碳化法制備的納米碳酸鈣產(chǎn)品高，具有良好的性價(jià)比，在國內(nèi)外的工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用較為廣泛?！ 《?、納米碳酸鈣的應(yīng)用 對于納米碳酸鈣而言，其作為一種優(yōu)質(zhì)的填料，具有粒子形狀可控、成本低、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、易于著色和色白質(zhì)純等優(yōu)勢，在橡膠和涂料等工業(yè)生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)
7、用。首先，涂料工業(yè)。納米碳酸鈣多用于水性涂料，以此提高其光澤度、硬度和柔韌性，能夠有效防止沉降情況的發(fā)生；同時(shí)借助其存在的“藍(lán)移”現(xiàn)象，在膠乳中適當(dāng)添加納米碳酸鈣，可以使涂料形成屏蔽作用，達(dá)到防熱老化和抗紫外老化的目的。其次，塑料工業(yè)。在塑料中應(yīng)用納米碳酸鈣時(shí)，可以改進(jìn)塑料的散光性與加工性能，提高耐熱性與塑料尺寸的剛性、硬度、穩(wěn)定性，減少產(chǎn)品的成本，促進(jìn)塑料體積的增加。由于納米碳酸鈣具有較小的粒徑，可以在塑料的空隙與氣泡中適當(dāng)填充納米碳酸鈣，確保塑料的均勻性。在聚乙烯中添加納米碳酸鈣，可以在一定程度上增加韌性，因此其在聚丙烯和聚氯乙
8、烯塑料等聚合物中的應(yīng)用較廣。最后，橡膠工業(yè)。橡膠中應(yīng)用納米碳酸鈣，不僅可以具備良好的空間立體結(jié)構(gòu)與分散特性，促進(jìn)材料補(bǔ)強(qiáng)作用的提升，還可以降低橡膠原料的使用，減少成本，增加制品的體積；同時(shí)將其與陶土等填料相互配合使用，能夠提高制品的抗
