利用方解石制备文石型碳酸钙晶须的研究

以方解石碳酸钙为原料,以氯化镁为晶型控制剂,制备文石型碳酸钙晶须。研究了搅拌速率、反应温度、Ca(OH)2浓度、镁钙比、反应时间对文石型碳酸钙晶须制备的影响,并讨论其生长机理。通过SEM和XRD对产品形貌、结构及组成做了表征。得到最佳工艺条件:镁钙物质的量比为2、反应温度为110℃、二氧化碳通入量为100 m L/min、氢氧化钙浓度为0.5 mol/L、搅拌速度为150 r/min、反应时间为1 h,在此条件下所制备的碳酸钙晶须直径为1~4μm,长度为15~30μm。     

影响回收氯化镁溶液制备碳酸钙晶须的因素

采用碳酸化法制备碳酸钙晶须,使用氯化镁为晶型控制剂,主要研究了氯化镁溶液的回收利用情况。结果表明,初始镁钙摩尔比、反应温度、二氧化碳气体流量等因素对晶须形貌、含量以及氯化镁的回收利用效果有明显影响。较高镁钙摩尔比有利于形成形貌、含量理想的晶须,当维持较低过饱和度时,有利于氯化镁溶液的回收利用。     

可溶性添加剂对碳酸钙晶型及形貌控制的研究进展

碳酸钙的晶型及形貌直接影响它的性能,涉及到众多的应用领域.本文结合近几年碳酸钙合成的研究进展,综述了可溶性添加剂对碳酸钙晶型及形貌的影响;重点介绍了在碳酸钙的制备过程中常用的可溶性小分子、可溶性大分子及水溶性表面活性剂三类可溶性添加剂对碳酸钙晶型及形貌的影响,并对其作用机理进行了初步探讨,为碳酸钙的工业应用提供了理论指导.     

仿生碳化中天冬氨酸对碳酸钙晶型和形貌的影响

采用天冬氨酸(Asp)作为晶型诱导剂,采用碳化法合成了球霰石型碳酸钙。研究了二氧化碳通气速率、反应温度、天冬氨酸浓度对碳酸钙晶型和形貌的影响,通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、激光粒度仪分析了产物的晶型特征。结果表明,二氧化碳通气速率对碳酸钙的晶型几乎没有影响,仅影响颗粒的形貌,其中球霰石物质的量分数达到95%,团聚颗粒尺寸随着二氧化碳通气速率的增加而增大;反应温度对碳酸钙晶型的影响较小,对颗粒的形貌、尺寸没有影响,在低温段(20℃)形成的球霰石物质的量分数约为96%,随着温度升高至60℃球霰石物质的量分数降低至87%;天冬氨酸的浓度显著影响碳酸钙的晶型,天冬氨酸浓度越低球霰石含量越低,并且碳酸钙颗粒的形貌由球形逐渐转变为针状,其尺寸也逐渐减小。研究结果对球霰石型碳酸钙的工业化生产提供了较好的借鉴。     

复合胶束模板法制备碳酸钙中空微球的研究

以碳酸钠和氯化钙为原料、十二烷基磺酸钠(SDS)和聚乙二醇(PEG)为晶型控制剂,采用复分解方法制备了碳酸钙中空微球。利用FESEM、FETEM、XRD和FT-IR等分别对样品的形貌、结构和晶型进行表征,并考察了反应温度、晶型控制剂添加量对碳酸钙晶体形貌的影响。结果表明,当反应温度为20℃、SDS浓度为0.05 mol/L、PEG质量浓度为20 g/L时可制备出具有纯相方解石晶型的碳酸钙中空微球。初步机理分析表明,阴离子表面活性剂SDS与非离子型表面活性剂PEG间的相互作用形成复合胶束,对碳酸钙的形貌生长有重要影响。     

壳聚糖/碳酸钙杂化膜的研究

通过壳聚糖/钙盐复合膜浸泡在Na2CO3水溶液的方法制备出了壳聚糖/碳酸钙杂化膜。用X射线衍射仪和扫描电子显微镜表征了杂化膜内碳酸钙的晶体结构和形貌。研究了杂化膜的力学性能、溶胀率、吸光度及热稳定性。结果表明:杂化膜内碳酸钙为长3.0μm,宽1.0μm的棒状晶体,以及直径为1.0~5.0μm的多层球形晶体。随着碳酸钙的质量分数从2.69%增加到4.20%,杂化膜的溶胀率从231.6%下降到149.5%,膜的吸光度也逐渐增加。当w(CaCO3)=3.12%时,杂化膜的拉伸强度达到最大值52.12 MPa。杂化膜的分解温度为315℃,高于壳聚糖膜的分解温度290℃。这种生物相容性好的杂化膜有望用作骨细胞培养的支架材料。     

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。     

二水硫酸钙间接矿化二氧化碳CTAB对碳酸钙晶型的影响

提升产品附加值对改善二氧化碳矿化过程的经济性具有重要意义。在二水硫酸钙与碳酸铵溶液进行间接矿化反应过程中,采用十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）为晶型调节剂,可以获得球霰石晶型的碳酸钙。系统研究了反应时间、反应温度、CTAB加入量对碳酸钙晶型和形貌的影响,通过X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）和红外光谱（FT-IR）对碳酸钙的晶型、形貌进行了表征。结果表明：反应过程为先形成亚稳定相的球霰石,再向热力学最稳定的方解石相转化;添加CTAB能够明显地增强球霰石的稳定性;较低温度有利于球霰石的形成;在反应温度为30 ℃、二水硫酸钙和碳酸铵加入量均为0.1 mol/L、CTAB加入量为0.54 mmol/L条件下,碳酸钙中球霰石占比高达80%以上;CTAB在球霰石表面上的吸附降低了其表面能,从而抑制了球霰石向方解石的转化。     

模板法合成碳酸钙研究进展

碳酸钙是最丰富的生物矿物材料之一,不同形貌、不同晶型的碳酸钙可适用于印刷、陶瓷、涂料、医学等不同领域。模板法因其可以有效地控制合成碳酸钙的形貌、结构和尺寸,而成为目前制备碳酸钙的重要手段之一。本文结合近几年模板法控制合成碳酸钙的发展,综述了利用小分子、天然生物大分子、凝胶体、微乳液、聚合物等介质作为软模板合成碳酸钙的研究进展,同时简述了硬模板法合成碳酸钙的研究进展,分析比较了各种介质作为模板调控碳酸钙的优缺点,综述了模板法制备碳酸钙未来发展的主要方向及面临的问题。在此基础上,指出深入系统研究模板法调控合成碳酸钙的作用机理,结合电化学等现代技术手段,不断完善调控碳酸钙的晶型和形貌的技术,成为未来研究的重点。     

含钙镁废渣综合利用的现状及展望

钙镁型废渣可分为氢氧化钙型、碳酸钙型,根据其中镁含量高低,又可分为高镁型和低镁型,只有高镁型废渣才需要对镁元素进行分离回收;常见的钙镁型废渣有电石渣、碱渣、皂化废渣、磷尾矿等。对钙镁型废渣充分综合利用的现状总结归纳为：氢氧化钙型废渣需通过浸取、过滤分离、浸取液碳化等主要化学物理分离步骤;碳酸钙型废渣需要经过煅烧分解、消化浸取、过滤分离、浸取液碳化等化学物理分离步骤,就可实现将钙元素以轻质碳酸钙（PCC）的形式分离出来;如果是高镁型废渣,则需要增加残渣中氢氧化镁的二氧化碳碳化、过滤分离、氨水沉淀分离或碳酸氢镁热解等化学物理步骤来实现镁元素的分离回收。展望未来,钙镁型废渣充分综合利用是一类兼具环境效益、社会效益和经济效益的循环经济项目,值得关注、重视与推广。     

Synthesis of CaCO3 nanoparticles by controlled precipitation of saturated carbonate and calcium nitrate aqueous solutions

Calcium carbonate nanoparticles (CCNP) were synthesised by precipitation from saturated sodium carbonate and calcium nitrate aqueous solutions. The effect of agitation rate, mixing time, calcium/carbonate ions concentration and temperature on particle size and morphology were investigated. Particles were characterised using X‐ray diffraction (XRD), transmission electron microscopy (TEM) and thermogravimetric analysis (TGA). Increasing the mixing time from 30 to 180 min resulted in a decrease in particles size. Mixing rate variation between 300 and 14 000 rpm decreased the particle size. Temperature increase favoured a significant growth in particle size and in the formation of aragonite beginning from 80°C. Calcium and carbonate ion concentrations are key parameters controlling the CCNP particle size. Calcite is the main polymorph obtained as revealed by XRD analysis. © 2011 Canadian Society for Chemical Engineering     

碳酸钙晶须的制备及其对PP增强特性的研究

通过改进的碳酸化方法合成了文石型碳酸钙晶须,并对晶须的开貌牲以及与ＰＰ进行复合的增强特性进行了研究。结果表明：晶须充体系的力学性能明显高于粒状填充由于碳酸钙晶须的均匀性较好,其对ＰＰ的增强改性效果略好于钛酸钾晶须填充体系。     

聚丙烯酸和聚苯乙烯磺酸钠调控制备多孔碳酸钙

多孔碳酸钙微球是一种良好的新型缓释载体,在药物缓释、农药控释、涂层防护、橡胶抗老化等领域有广阔的应用前景,合成具有丰富纳米孔道的碳酸钙微球是实现缓释的关键。以氯化钙和碳酸钠为反应原料,选用聚丙烯酸（PAA）为表面活性剂、聚苯乙烯磺酸钠（PSS）为晶型调控剂,通过复分解法制备出球霰石型多孔碳酸钙微球。采用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、红外光谱仪、粒度分析仪、比表面及孔隙度分析仪、热重分析仪等手段对获得产物进行表征分析,并研究PAA、PSS浓度对碳酸钙微球形貌和晶型的影响。结果表明,在反应温度为80℃、搅拌速率为600 r/min、PAA和PSS的质量浓度分别为3.0 g/L和3.6 g/L时,可制备出粒径均一、形貌良好、孔隙率较大的多孔碳酸钙微球。     

The Influence of Various Admixtures on the Calcium Carbonate Precipitation from a Calcium Nitrate and Monoethanolamine Solution

Calcium carbonate was precipitated by carbonation of calcium nitrate and monoethanolamine solution. The influence of various organic admixtures on the crystallization, crystal morphology, and polymorphism of calcium carbonate has been studied using different techniques. Our results show that sucrose and fructose present even at very high concentrations do not affect the duration or mechanism of the carbonation process at a higher degree, what is attributed to the specific quality of the ethanolamine process. At high concentration citric acid and ethylenediamine-tetrakis-N,N,N,N-(methylenephosphonic acid) had some effect on the process mechanism, phase composition, morphology and crystal aggregation of the calcium carbonate precipitated.     

滑石粉、碳酸钙填充聚丙烯复合材料非等温结晶行为的对比研究

运用熔融共混法分别制备了聚丙烯/滑石粉、聚丙烯/碳酸钙复合材料,借助于示差扫描量热法和热台偏光显微镜研究了复合材料的非等温结晶形态及其结晶行为。结果表明：滑石粉、碳酸钙对聚丙烯结晶形态和结晶性能的影响有很大不同。滑石粉有明显的异相成核作用,使聚丙烯球晶的数量增加、尺寸变小;而碳酸钙几乎未表现出成核作用,加入后反而使聚丙烯得到大而完善的球晶,黑十字消光现象明显。滑石粉会使聚丙烯的结晶温度和熔融温度升高,结晶度增大;而碳酸钙则使聚丙烯的结晶温度明显降低,熔融温度及结晶度几乎不受影响。     

电石渣制备碳酸钙微粉的晶型转变

为了提高电石渣的附加值,在未使用晶型诱导剂的情况下,研究盐酸的用量、提取温度和二氧化碳的流量对电石渣合成碳酸钙形貌的影响。用XRD、FT-IR 表征了合成的产物,用扫描电子显微镜（SEM）观察研究了产物粒子的形状,结果表明,盐酸的用量和提取温度均会对碳酸钙的晶型和形状有影响。随着盐酸用量的增大,碳酸钙由不规则的方解石型转变为部分规则的球状结构,当浸取剂完全是盐酸的时候,碳酸钙的晶型从方解石型完全转变为球霰石型结构,颗粒粒径为4~5 μm。另外,当提取温度从18 ℃升高到30 ℃以上后,碳酸钙由方解石和球霰石两种晶体结构并存的状态转变为单一的球霰石型结构。     

Effect of potassium carbonate on catalytic synthesis of calcium carbide at moderate temperature

Calcium carbide was successfully synthesized by carbothermal reduction of lime with coke at 1973 K for 1.5 h. The effect of potassium carbonate as additive on the composition and morphology of the product was investigated using X-ray diffraction and scanning electron microscope. Addition of potassium carbonate increased the yield of calcium carbide. The sample in the presence of potassium carbonate generated acetylene gas of 168.3 L/kg, which was 10% higher than that in the absence of potassium carbonate. This result confirmed the catalytic effect of potassium carbonate on the synthesis of calcium carbide. A possible mechanism of the above effects was that the additive, which was melted at the reduction temperature, dissolved CaO and so promoted the contact between CaO and carbon, which was essential for the solid-solid reaction to form calcium carbide.     

Influence of sodium dodecyl sulfate and cetyl trimethylammonium bromide upon calcium carbonate precipitation on bacterial cellulose

Calcium carbonate was deposed on bacterial cellulose (BC) never-dried membranes in the presence of different concentrations of sodium dodecyl sulfate (SDS) and cetyl trimethylammonium bromide (CTAB) by a precipitation reaction between aqueous solutions of calcium chloride (CaCl₂) and sodium carbonate (Na₂CO₃) containing, or not, surfactant in their composition. Different shapes of crystals were obtained from rhombohedral ones to flowerlike, depending on surfactant type and concentration. From the two surfactants tested, SDS has a greater influence on calcium carbonate morphology than CTAB. The only polymorph obtained in all studied cases was calcite. The composite films BC-calcite were characterized by means of scanning electron microscopy (SEM), X-ray diffraction (XRD), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) and color measurements. The obtained BC-calcium carbonate composites could be used in paper manufacturing.     

二氧化碳鼓泡碳化法制备碳酸钙的研究

以氯化钙为钙源,硝酸锌为添加剂,与二氧化碳鼓泡碳化反应制备碳酸钙,探究了各因素对鼓泡碳化法制备碳酸钙的影响,运用单一因素变量法对鼓泡碳化法做了优化。利用XRD,SEM研究了氨水含量、CO₂流量、碳化温度、碳化时间、硝酸锌添加量对碳酸钙形貌、结构的影响及机制。结果表明,当氨水体积分数为2.4%、CO₂流量为180 mL/min、碳化时间为30 min、碳化温度为30 ℃、硝酸锌添加量为0.002 mol时,可制得形貌为球形,且为单一晶型、结晶完善的碳酸钙颗粒。并设计了正反滴实验,验证并完整提出了CaCl₂-CO₂-CaCO₃体系中碳化反应作用机理。