球霰石碳酸钙的制备及其稳定性研究

以聚丙烯酸(PAA)和十二烷基苯磺酸钠(SDBS)组成复合模板,复分解法制备出单分散性好、高球霰石含量的碳酸钙微球。利用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射(XRD)对样品的形貌和晶型做了表征,考察了反应温度对碳酸钙晶体的影响,并对球霰石碳酸钙的稳定性做了详细探讨。研究结果表明:在60℃时能得到粒径分布均匀的球霰石,而PAA与SDBS形成的复合模板能有效稳定球霰石,在水溶液中静置25 h后,球霰石碳酸钙仍能得到很好的保存。     

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。     

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。     

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。     

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。     

环境因素对克雷白氏杆菌诱导碳酸钙沉淀的影响

作为微生物诱导碳酸钙沉淀(MICP)反应的核心产物,碳酸钙的沉淀特性对其所处理材料的工程性能具有重要的影响。采用全因子实验、X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)表征,研究了乙酸钙浓度、菌液浓度和初始溶液pH对克雷白氏杆菌诱导碳酸钙沉淀特性的影响。结果表明,乙酸钙浓度为0.5 mol/L、菌液浓度为OD_nature、初始溶液pH=10时,碳酸钙沉淀量最大。乙酸钙浓度为0.25～0.5 mol/L时,方解石和球霰石共存;乙酸钙浓度为1.0 mol/L时,碳酸钙晶体均为球霰石。乙酸钙浓度为0.25 mol/L时,菌液浓度和初始溶液pH对碳酸钙晶型的影响较大。碳酸钙晶体粒径为7.6～15.1 μm,方解石为菱面体状和片状,球霰石为球状及纺锤状。球霰石的平均弹性模量为15.9 GPa,方解石的平均弹性模量为22.7 GPa。三个主要环境因素对克雷白氏杆菌诱导生成的碳酸钙晶体沉淀量、晶体类型和晶体形貌具有调控作用;初始溶液pH对碳酸钙晶体粒径调控作用明显。这对于调控MICP过程及建立碳酸钙晶体的微观性能与其所处理材料的工程性能之间的关系提供...     

花状球霰石碳酸钙微球的简易合成与表征

以十二烷基硫酸钠(SDS)为表面活性剂,以氯化钙、碳酸钠为原料,采用简单的复分解法成功制备了花状球霰石碳酸钙微球。利用扫描电镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)对样品进行了表征,结果表明花状碳酸钙微球分散性良好,直径为2~4μm,是由20~30 nm的粒子聚集而成的片状互相交叉在一起形成的插层状结构。研究了SDS质量浓度和碳酸钠溶液pH对产物形貌和结构的影响,初步探讨了花状球霰石碳酸钙微球的形成机理,结果表明SDS质量浓度、碳酸钠溶液pH均对碳酸钙的形状和结构产生影响。该研究为低成本合成球霰石碳酸钙提供了借鉴。     

氨浓度对CaSO4·2H2O-NH3-CO2-H2O溶解-结晶耦合体系CaCO3结晶形貌的影响

探讨CaSO_4·2H_2O-NH_3-CO_2-H_2O溶解-结晶耦合体系CaCO_3结晶形貌的调控方法和机制。结果表明:反应过程中氨浓度越高,体系中的NH_2COO~-以及吸收的CO_2均增加,更容易形成球霰石型碳酸钙。当w(NH_3)为2%时,主要产物为方解石型碳酸钙,球霰石型碳酸钙占比18%;当w(NH_3)为8%时,主要产物为球霰石型碳酸钙,占比达到99%。由此提出碳酸钙的晶型受NH_2COO~-的极化作用与成核位置协同控制。     

反应-萃取-结晶过程制备碳酸钙的晶型转变与结晶机理

氨碱法制碱过程中产生的大量蒸氨废液制约了纯碱工业的发展。本文对反应-萃取-结晶耦合工艺产物碳酸钙的晶型转变和结晶机理进行了研究。结果表明,在此耦合过程中,二氧化碳优先被有机相吸收,然后传递到水相进行反应,首先生成的是碳酸氢钙,之后迅速分解为无定形碳酸钙。温度对碳酸钙晶型影响显著,温度较高时,无定形碳酸钙优先转变为针状文石;温度较低时,无定形碳酸钙优先转变为球状球霰石。随后文石和球霰石均会通过溶解-重结晶作用逐渐转变为稳定的菱形方解石。常温下,反应过程中同时进行着新的球霰石的生成和球霰石转变为方解石两个过程,参与反应的二氧化碳浓度越高,晶体中球霰石的含量越高。     

以CTAB微乳为模板制备碳酸钙-环糊精复合材料

采用复分解反应法在阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵微乳模板中合成了碳酸钙-环糊精纳米复合材料(无机相为以方解石为主的方解石、球霰石、文石混合晶型的碳酸钙,有机相为环糊精)。结果表明,生成球霰石、文石的最佳工艺条件为:反应温度80℃,反应时间12 h,氯化钙浓度3.50 g/dm,环糊精浓度0.135 g/dm。复合材料粒子形状为菱形片状,有些系统中可以观察到类似贝壳珍珠层的"砖-泥"式层状结构,这种结构是环糊精与方解石(110)晶面作用的结果。     

以CTAB微乳为模板制备碳酸钙-环糊精复合材料

采用复分解反应法在阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵微乳模板中合成了碳酸钙-环糊精纳米复合材料(无机相为以方解石为主的方解石、球霰石、文石混合晶型的碳酸钙,有机相为环糊精)。结果表明,生成球霰石、文石的最佳工艺条件为:反应温度80℃,反应时间12 h,氯化钙浓度3.50 g/dm,环糊精浓度0.135 g/dm。复合材料粒子形状为菱形片状,有些系统中可以观察到类似贝壳珍珠层的"砖-泥"式层状结构,这种结构是环糊精与方解石(110)晶面作用的结果。     

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。     

碳酸钙的形貌可控制备和性能研究

为探讨影响碳酸钙形貌的关键因素,以碳酸钠和氯化钙为原料,通过添加助剂和控制温度、加料方式、反应时间,制备出不同形貌的碳酸钙。用扫描电子显微镜测定碳酸钙的形貌和粒径,用X-射线衍射仪测试碳酸钙的晶体结构,用Zeta电位仪测定碳酸钙的Zeta电位;测定了不同形貌碳酸钙吸附CTAB的性能,并用C80微量热仪测定了吸附热。结果表明:棒状碳酸钙为文石结构,方形碳酸钙为方解石结构,球状碳酸钙为混有少量方解石的球霰石结晶,花状碳酸钙由方解石和球霰石组成,六边形碳酸钙含有方解石、球霰石和文石。球形碳酸钙吸附CTAB性能最好、吸附热最小,花状碳酸钙吸附CTAB性能最差、吸附热最大。球形碳酸钙吸附CTAB性能较好与其表面粗糙和吸附能垒较小相关。     

球霰石型碳酸钙微球的制备及在不同溶液中转变过程的研究

在室温(25℃)下采用CaCl_2和Na_2CO_3水溶液,不添加其他控制剂,通过快速混合溶液的方法,制备出球霰石型碳酸钙微球,考察不同浓度体系对产物的影响,并连续12 h观察所制备的碳酸钙微球在不同溶液中的转变过程。样品采用X射线衍射仪(XRD)和场发射扫描电子显微镜(FESEM)表征。结果表明:在0.5 mol/L浓度条件下,制备出的球霰石型碳酸钙微球分散性好,粒度均一;新制备的产物在母液中不稳定,较快地转变为方解石型碳酸钙菱面体,而在纯水中的稳定性较高,在无水乙醇中更加稳定。     

添加剂对沉淀碳酸钙粒子形成的影响

分别叙述了无机添加剂、有机添加剂、复合添加剂等对沉淀碳酸钙微细粒子形成的影响。指出由于各种反应条件、添加剂、碳化模式的影响和相互作用,采用碳酸化法的模拟生物矿化可制备出不同晶型和不同形貌的微细碳酸钙粒子;沉淀碳酸钙经历了氢氧化钙与CO2反应生成不定型碳酸钙,不定型碳酸钙向方解石型、文石型、球霰型碳酸钙转变的过程;球霰型碳酸钙的稳定性等是今后研究工作中值得关注的问题。     

高分子聚合物分散剂在碳酸钙结晶过程中的抑制性研究及其在洗碗粉中的应用

研究了不同高分子聚合物分散剂对碳酸钙结晶过程的影响,探究了其在洗碗粉中的应用性能。实验表明,三丙烯酸聚合物(以下简称AD810G)存在下形成的晶型为文石型和球霰石型;丙烯酸聚合物(以下简称445N)存在下形成的晶型为方解石型和球霰石型;丙马聚合物(以下简称588G)存在下形成的晶型为方解石型和球霰石型。说明加入的高分子助剂能够影响碳酸钙结晶的晶型,形成稳定存在的亚稳态的文石和球霰石型碳酸钙。通过对比玻璃杯和载玻片的清洗发现,加入分散剂能够有效阻止多次清洗中水垢的产生。     

以可溶性淀粉为晶型调控剂制备多孔球形碳酸钙

利用简单易行的复分解反应,以氯化钙和碳酸钠为合成试剂,以可溶性淀粉（SS）为晶型调控剂,制备出以球霰石晶型为主的碳酸钙多孔微球。通过单因素条件实验,分别考察可溶性淀粉添加量、碳酸钠溶液滴加速度、氯化钙与碳酸钠的物质的量比对碳酸钙形貌和晶型的影响。利用X射线衍射仪（XRD）,扫描电子显微镜（SEM）对其晶型、形貌进行表征。研究表明当SS添加量为0.5 g,滴加速度为1.5 mL/min,氯化钙与碳酸钠的物质的量比为1∶1时,可制备获得4~5 μm的多孔球霰石碳酸钙。     

新一代磷系阻燃剂

以硬脂酸钠盐皂化液为介质，共沉淀法合成碳酸钙／硬脂酸钙复合物。SEM，XRD等测试手段表明：不同反应温度及有机物浓度条件下得到的复合物具有多变的外观形貌；其中碳酸钙以方解石和球霰石的混晶形式存在，两者比例呈一定变化规律．并对其进行了合理的解释，认为有机物的浓度和温度不同，使其在溶液中形成的胶束结构及其亲水基团有不同排列，并以不同匹配方式影响碳酸钙结晶行为，从而影响复合碳酸钙的形貌和晶型。     

脲酶驱动不同晶型碳酸钙微纳米颗粒的制备

巴氏芽孢八叠球菌（Sporosarcina pasteurii）产生的脲酶可水解尿素,生成的CO₂与氯化钙反应获得碳酸钙晶体,不同形式的脲酶溶液对碳酸钙晶型有显著影响。用发酵液上清液中的脲酶催化,可以获得由纳米级球霰石自组装成的介孔空心微米纯球霰石;用菌体中的脲酶催化可获得100%的方解石。红外光谱分析表明,细胞破碎后的粗脲酶溶液获得的椭圆形碳酸钙受到富含羟基物质的影响。进一步探究了脲酶活性和反应物浓度对球霰石的影响,并发现获得的纯球霰石在7 d内非常稳定,有望作为药物载体使用。     

CO2碳化法制备微米级球霰石型食品碳酸钙的研究

采用CO2碳化法制备了微米级球霰石型食品级碳酸钙,探讨了碳化温度、Ca2+浓度、混合气中CO2浓度等制备工艺参数对碳酸钙晶型和形貌的影响,探讨了氨水用量、碳化时间对碳酸钙产率的影响,并采用FT-IR、XRD和SEM对制备的碳酸钙进行了表征。结果表明,碳化温度升高、混合气中CO2浓度降低,制备的碳酸钙晶型由球霰石型转变为方解石型;Ca2+浓度增加,制备的碳酸钙颗粒尺寸增大,碳化时间增加,产率先增加后减小。最佳制备条件为碳化温度20℃,Ca2+浓度0.3 mol/L,混合气中CO2浓度30%,[氨水]/2[Ca2+]摩尔比为1.1,碳化时间为24 min,制备的微米级球霰石型碳酸钙颗粒分布均匀,平均粒径为3.79μm,产率>99%,重金属含量低于国家标准《食品添加剂GB1898-2007轻质碳酸钙》的要求。