纳米碳酸钙合成研究

采用传统的鼓泡碳化法，用50℃热水快速消化石灰，精制石灰乳冷却到20℃以下碳化，制备纳米碳酸钙。研究了碳化过程中粘度和pH的变化，以及陈化和添加晶形控制剂对纳米碳酸钙晶形的影响。通过陈化一二次碳化法制备了晶形比较完整的纳米碳酸钙，从而降低了纳米碳酸钙的吸油量。通过添加不同的晶形控制剂，可以制备立方体形、立方柱形、棒状和菱形纳米碳酸钙。     

碳酸钙中空微球的仿生合成及机理分析

以氯化钙、碳酸钠为原料,以聚丙烯酰胺(PAM)和十二烷基硫酸钠(SDS)形成的PAM/SDS核壳状复合物为软模板,仿生合成了中空微球碳酸钙。以透射电子显微镜、选区电子衍射、扫描电子显微镜、X射线衍射仪进行了表征,结果表明,制备得到的中空碳酸钙直径3~6μm,分散性良好,中空球的球壁完整,壁厚约500 nm,由50~70 nm的纳米粒子聚集而成。实验考察了PAM、SDS浓度的变化对产品的影响,并探讨了中空碳酸钙微球的形成机理。结果表明,PAM、SDS对中空碳酸钙微球的形成起着重要的作用。     

碳化法形貌可控制备碳酸钙的研究

碳化法通常只能获得立方结构的碳酸钙。采用碳化法,通过调控反应温度、晶型控制剂种类(无机或有机)和反应时间等条件,分别得到了不同形貌的碳酸钙,包括立方状、棒状、片状、无定型以及纺锤状的碳酸钙粒子,实现了碳酸钙形貌的可控合成。此外,对碳酸钙不同形貌的形成机理进行了初步分析。结果表明:反应温度与反应时间对碳酸钙颗粒的成核与生长速率起着重要的作用,而晶型控制剂主要对晶粒的生长方向产生影响。选取棒状碳酸钙的形成过程,通过考察反应时间对碳酸钙形貌的影响,得出棒状碳酸钙晶体的形成机理是溶解再结晶过程。     

碳酸钙中空微球的仿生合成及机理分析

以氯化钙、碳酸钠为原料,以聚丙烯酰胺(PAM)和十二烷基硫酸钠(SDS)形成的PAM/SDS核壳状复合物为软模板,仿生合成了中空微球碳酸钙。以透射电子显微镜、选区电子衍射、扫描电子显微镜、X射线衍射仪进行了表征,结果表明,制备得到的中空碳酸钙直径3⁶μm,分散性良好,中空球的球壁完整,壁厚约500 nm,由506μm,分散性良好,中空球的球壁完整,壁厚约500 nm,由50⁷0 nm的纳米粒子聚集而成。实验考察了PAM、SDS浓度的变化对产品的影响,并探讨了中空碳酸钙微球的形成机理。结果表明,PAM、SDS对中空碳酸钙微球的形成起着重要的作用。     

玻璃微珠/银核壳纳米复合粒子的制备及表征

通过添加聚合物表面活性剂,采用原位复合法制备了具有面心立方结构壳层的草莓状银包玻璃微珠核壳纳米复合粒子.用X射线衍射、扫描电镜及透射电镜等表征了复合粒子的形貌和结构.结果表明:随着溶液pH值的升高,反应速率加快,银的析出量增大,壳层银纳米粒子的特征峰也越强.十二烷基硫酸钠的加入使得表面呈蓬松态,而聚乙烯吡咯烷酮则使表面均匀致密,羧甲基纤维素钠使壳层颗粒生长呈不对称分布.随着银氨溶液浓度的增加,经液相还原的银纳米粒子相应增多,复合粒子壳层厚度也逐渐从30nm增大到52nm左右.     

核-壳结构纳米CaCO_3/SiO_2复合粒子的制备

采用在氢氧化钙碳化过程中向体系中滴加硅酸钠溶液的方法来制备核-壳结构的纳米CaCO3/SiO2复合粒子。将超细碳酸钙的制备和表面包覆改性工艺融为一体,在碳化反应的末期加入硅酸盐水溶液,通过控制碳化末期的反应及硅酸盐水解反应的进程,有效地防止了碳酸钙粒子的团聚,同时在超细碳酸钙粒子表面成膜包覆二氧化硅薄层,获得核-壳结构的CaCO3/SiO2复合颗粒。用耐酸性测试、吸油值、TEM、IR等方法对复合粒子的包覆效果、粒径大小、形貌、化学组成等做了分析和表征。     

加压碳化体系对纳米碳酸钙粒度和分散性的影响

利用加压碳化体系制备粒径均一、高分散性纳米碳酸钙材料。考察氢氧化钙浓度、表面活性剂添加量、反应温度、CO2压力对制备纳米CaCO3粒子尺寸和分散程度的影响,采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、Zeta电位和傅立叶变换红外光谱(FT-IR)对制备的纳米碳酸钙粒子进行表征。结果表明,最优加压碳化反应条件是Ca(OH)2质量浓度为2%、表面活性剂添加量为3%(占碳酸钙理论产量的百分比)、反应温度为40℃、CO2压力为6 MPa,所得立方形碳酸钙平均粒径为117 nm,晶型为方解石型碳酸钙。碳化反应加入表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)使CaCO3表面形成的正电荷增大至+37.7 mV并高于标准值30 mV,表明制备的CaCO3产品具有良好的分散性且稳定。通过FT-IR和Zeta电位对CTAB改性前后CaCO3纳米粒子进行表征,探讨了CTAB对合成纳米CaCO3分散性的影响机理,为纳米碳酸钙制备提供了一种新的方法。     

柠檬酸钠对纳米碳酸钙结晶的影响

用石灰乳液碳酸化法制备纳米碳酸钙,在不添加任何添加剂的条件下制备出平均粒径为40 nm的立方状方解石型碳酸钙,以柠檬酸钠为添加剂,制备出最大长径比为9的链状方解石型碳酸钙。利用SEM,TEM和XRD分析手段,研究了柠檬酸钠及其加入量对碳酸钙产品颗粒形貌和结构的影响。柠檬酸钠用量为氢氧化钙质量的2%,进行碳酸化反应,在制得的长径比为9的链状碳酸钙悬浮液中,连续补加同质量分数的石灰乳,同时控制二氧化碳的通入速度,继续碳酸化,得到类似雪花状和链状两种形态同时存在的碳酸钙产品。     

纳米碳酸钙吸油值的研究

纳米碳酸钙作为一种无机填料,其吸油值大小决定了纳米碳酸钙的表面化学性质、下游加工应用性能,吸油值越小,颗粒的分散性越好,加工性能越好。采用正交试验法优选纳米碳酸钙的制备工艺,通过正交设计选取不同氢氧化钙浓度、晶型导向剂添加量、改性剂添加量及改性时间,经过碳化合成法合成纳米碳酸钙,对其吸油值进行考察,并对实验结果进行了极差分析。研究结果表明,影响纳米碳酸钙吸油值的主要因素是改性时间,其次是氢氧化钙浓度。通过正交试验得出最优的实验条件为:反应起始温度为45℃时,氢氧化钙浓度8.5%,晶型导向剂添加量0.9%,改性剂添加量3.5%,改性时间2 h,此时所得纳米碳酸钙吸油值为26.37。在最优条件下,所合成的纳米碳酸钙颗粒粒径为50～100 nm,晶型为立方体形,边界清晰,硅酮胶应用实验挤出性27.36 g/min,流变性黏度0.62 mPa·s,触变环面积2 334 Pa/s,屈服值133.56 Pa。     

高分子／碳酸钙纳米粒子、其功能型粒子及其制备方法

本发明涉及高分子／碳酸钙纳米粒子、其功能型粒子及其制备方法。本发明以纳米碳酸钙粒子、烯基单体、偶联剂及含有非烯基官能团的烯基单体为原料，通过以水为介质的微乳液聚合制备高分子／碳酸钙纳米复合粒子和功能型高分子／碳酸钙纳米复合粒子。前者具有以纳米碳酸钙为核、聚合物为壳、核壳间具有化学键接的球形粒子特征，粒径均一，且小于100nm;后者外表面还带有非烯基官能团。     

类球状纳米碳酸钙的制备及改性工艺条件研究

研究了以D-葡萄糖酸钠作为晶形控制剂、石灰乳液碳化法制备类球状纳米碳酸钙的工艺条件,以及十二烷基磺酸钠为改性剂的湿法改性工艺条件。XRD,TEM等表征结果表明:在温度50℃、搅拌转速800 r/min、晶形控制剂质量分数1.5%、Ca(OH)2初始质量分数7%、CO2气体流速60 mL/min时,制备的纳米碳酸钙样品属于方解石型六方晶系,形貌类似球状,粒径均匀(50~100 nm)。吸油量测定结果表明:在改性剂质量分数3.5%、改性温度70℃、改性时间50 min时,改性所得样品吸油量(以100 g计)约44 mL,符合国家工业碳酸钙行业标准(GB/T 19281—2003《碳酸钙分析方法》)一等品的要求[吸油量(以100 g计)小于60 mL]。     

碳酸钙纳米棒制备研究

研究了以白云石为原料经过煅烧、消化、二次碳化、过滤、洗涤、干燥制备碳酸钙纳米棒的工艺。用扫描电镜（SEM）、X射线衍射（XRD）对合成的样品进行表征。重点考查了二次碳化工序反应温度、氢氧化钙质量浓度、晶型控制剂用量及添加的分散剂种类对产品粒径的影响。结果表明,在二次碳化工序中,在碳化温度为20 ℃、氢氧化钙质量分数为6%条件下,加入2%（质量分数）晶型控制剂和聚乙烯醇分散剂,可以制得平均直径约150 nm、平均长度约1 μm、平均长径比为6~8的碳酸钙纳米棒。     

纳米碳酸钙的制备及表征

研究了以氧化钙和二氧化碳为原料,化学法制备纳米碳酸钙的工艺条件、添加剂的影响及形态。结果表明:中间体氢氧化钙的初始浓度、二氧化碳的流量、反应温度、搅拌速度及添加剂等在控制制备纳米碳酸钙颗粒的形状和尺寸中均十分重要。透射电镜观察结果表明:通过控制反应及添加剂,可以得到尺寸规整的链锁形、纺锤形和球形纳米碳酸钙。表面能谱证实产品为高纯的碳酸钙。X射线衍射和电子衍射的结果进一步表明:所制纳米碳酸钙均属方解石型六方晶系,a0=0.498 9 nm,c0=1.706 2 nm;为多晶结构。     

Synthesis and characterization of hydrophobic calcium carbonate particles via a dodecanoic acid inducing process

A carbonation route for the synthesis of hydrophobic calcium carbonate was studied. In the process, dodecanoic acid was used as an organic substrate to induce the nucleation and growth of calcium carbonate. The calcium carbonate particles were produced by means of carbonation of the mixture of calcium hydroxide and dodecanoic acid by bubbling CO₂/N₂ gas mixture. The operating parameters such as temperature and the concentration of the organic substrate were varied to study their influences on the active ratio and contact angle of calcium carbonate particles. The morphology of the calcium carbonate particles was characterized with scanning electron microscopy (SEM). The synthesized calcium carbonate particles in the presence of the organic substrate are rod-like and ellipse-like particles. The polymorphs were characterized with X-ray diffraction (XRD).     

以棒状碱式碳酸铝铵为原料制备硼酸铝晶须

在均匀设计实验法及数据挖掘技术得到的优化条件下,采用低温固相法合成棒状碱式碳酸铝铵,以棒状碱式碳酸铝铵和硼酸为原料制备硼酸铝晶须。实验结果表明,棒状碱式碳酸铝铵的Al-O骨架结构对硼酸铝晶须的合成具有诱导作用,加入助熔剂氯化钾有利于一维晶须的生长。经过X射线衍射（XRD）及扫描电镜（SEM）表征,得到的硼酸铝晶须平均直径为0.4 μm,平均长度为16 μm。     

微米级棒状氧化铝团簇体的合成及表征

以γ-Al₂O₃粉末及碳酸氢铵为原料,采用水热技术成功制备微米级棒状氧化铝团簇体,考察反应温度、反应时间、物料配比等因素对微米级棒状氧化铝团簇体形貌的影响,并应用XRD、NMR、TEM、FTIR、SEM、N₂吸附-脱附、吡啶吸附-脱附等技术分析其物化性质及结构。结果表明：当γ-Al₂O₃粉末与碳酸氢铵质量比为 1∶1.75、反应温度为140℃、反应时间为6h时,合成的微米级棒状氧化铝团簇体直径为5～15μm,该微米级棒状氧化铝团簇体由直径50～100nm、长0.5～3μm的棒状氧化铝交叉堆积而成,比表面积为300m²/g、孔容为0.67mL/g,具有双重孔分布,可几孔径分别为3.5nm和26nm,表面同时含有六配位铝离子、五配位铝离子和四配位铝离子。     

Effects of sodium dodecyl benzenesulfonic acid (SDBS) on the morphology and the crystal phase of CaCO<Subscript>3</Subscript>

The effects of anionic surfactant on the morphology and crystallization of calcium carbonate precipitated from CaCl₂ and Na₂CO₃ were investigated. Although reaction temperature did not have an effect on the morphology of calcium carbonate, it did have an effect on the cluster size. The cluster size became bigger with high reaction temperature. With the addition of sodium dodecyl benzenesulfonic acid (SDBS), the morphology of precipitated calcium carbonate changed from cubic to porous spheres with over 98% of the crystal phase transformed from calcite to vaterite. The analysis of precipitates formed by the reaction of CaCl₂ solution (from limestone (CaO 50% content)) and Na₂CO₃ found that the morphology of precipitated calcium carbonate changed from cubic to spherical, and the crystal phase changed from calcite to over 94% vaterite with the addition of sodium dodecyl benzenesulfonic acid. These vaterite structures were solid spheres rather than hollow ones.     

超重力反应结晶碳化法制备球形碳酸钙

超重力反应结晶法在碳酸钙制备中具有强化传质作用、产品粒度分布窄等优点。本文以高浓度氢氧化钙浆液作为原料,氯化铵与L-谷氨酸为添加剂,使用超重力反应器成功制备粒径分布较为均匀、形貌较为规整的球形碳酸钙。探究了各因素在超重力反应结晶法制备碳酸钙中的影响,通过改变添加剂的量与超重力因子等考察球形碳酸钙的最佳制备条件。采用扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射（XRD）、傅里叶变换红外光谱仪（FTIR）和静态颗粒图像分析等测试手段对碳酸钙产物进行分析,并通过在反应过程中抽样测试的方法探究反应全过程中添加剂对碳酸钙的影响。结果表明,所制备的碳酸钙为粒径约500nm、晶型为球霰石的球形碳酸钙,同时在L-谷氨酸和氯化铵添加量分别为氢氧化钙质量的4%与20%、超重力因子为161.0的条件下所制备的球形碳酸钙形貌最为规整。     

Facile preparation of cubic calcium carbonate nanoparticles with hydrophobic properties via a carbonation route

Cubic calcium carbonate nanoparticles with hydrophobic properties were prepared by a carbonation route in the presence of dodecanoic acid at 20 °C. The as-prepared products were characterized by transmission electron microscopy (TEM), Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR), X-ray diffraction (XRD) and contact angle analysis. It was found that dodecanoic acid not only inhibited the growth of CaCO₃ particles but also changed the surface properties of the final products. The effects of the weight ratio of DA to CaCO₃, the calcium hydroxide concentration and temperature on the morphologies of the as-prepared calcium carbonate were systematically studied. The results showed that temperature, the weight ratio of DA to CaCO₃ and the calcium hydroxide concentration are important parameters for the preparation of cubic calcium carbonate nanoparticles with hydrophobic properties.     

亚微米立方体碳酸钙的制备及应用

粒径≤100 nm的纳米碳酸钙容易团聚,分散性不好,用于密封胶时具有挤出性能差、模量高等缺点,为了改进这些缺点,研究了石灰的活性度、石灰生浆氢氧化钙的粒径、碳化反应时不同的碳化率和补浆量等关键参数对立方体碳酸钙合成的影响。在石灰的活性度为330~350 mL、氢氧化钙浆料的平均粒径≤2 μm、碳化率达30%~65%、补浆量为原浆的20%～50%的实验条件下,制备了亚微米级碳酸钙。并通过扫描电镜、激光粒度仪对其表面形貌进行表征,发现制备的碳酸钙呈立方体、粒径分布为100~400 nm、比表面积为10~15 m²/g。将其应用于硅烷改性聚醚（MS）密封胶,具有挤出性大、强度高、伸长率高、模量低的优点,符合GB 14683—2017《硅酮和改性硅酮建筑密封胶》中低模量密封胶的标准。