在原料方面,现有研究基本是以市面优质钙源作为原料,很少有利用含钙高的废料作为原料,于是加强诸如蛋壳、贝壳、钙钛矿等天然钙资源的利用研究显得格外有价值和意义,在应用方面,多孔碳酸钙的应用领域越来越多,在很多方面都有可喜的成绩,但作为多孔材料,应用于真正工业废水、废气的处理研究较少,有待进一步拓展。据报道,预测到2019年碳酸钙产量有望达到250.1亿美元,碳酸钙市场具有很大的发展空间与潜在经济效益。国内外碳酸钙研究起步都较早,但用途却比较局限。随着科技的不断进步,多孔碳酸钙的研究于近十多年得到迅猛发展,其主要原因在于其具有大的比表面积、性质稳定、结构可控等诸多优点,在造纸、装载生物大分子、药物缓释、超疏水表面构建、陶瓷、骨修复等方面得到广泛应用。
制备方法
多孔碳酸钙的形貌、性能及其用途与其制备方法和工艺有着密切关系。目前,国内外在制备多孔碳酸钙时常采用的方法有模板法、乳状液膜法、共沉淀法、溶剂/水热法、凝胶结晶法、盐析法等。采用不同的方法可以得到形貌各异的多孔碳酸钙微粒,其粒径分布大致在1~8μm之间。 碳酸钙主要有无定形和结晶型两种形态。其中结晶型又分为斜方晶系和六方晶系两类。不同晶型或形貌的碳酸钙具有不同的性质和用途,而其制备方法与工艺决定了晶型或形貌,因此多孔碳酸钙的制备方法与工艺优化成了研究的热点,同时由于现行研究的大部分方法和工艺很难实现工业化,也使其制备成为了一难点。
1模板法
在众多制备工艺中,模板法是常用且技术较成熟的一种,其主要原理是:将选好的模板剂通过一定的方法在其表面包覆一层碳酸钙,使其形成核壳结构,继而通过溶剂溶解、高温煅烧或化学反应等方法将模板剂去除,终得到中空结构粒子。模板法主要分为软、硬模板法两种,在多孔碳酸钙的制备过程中主要以软模板法为主。
以软模板法制备得到的多孔碳酸钙主要有方状形、球形等形貌,其结构表征显示,在这些不同形貌粒子中大多都存在蠕虫洞结构,同时表面黏附有少量模板剂或其分解产物。采用软模板法制备多孔碳酸钙,其方法简单,不需要特殊溶剂,制备条件温和,但在结构可控性上较差,制备时影响因素较多,同时在煅烧除去模板剂时存在耗能严重的问题。
2乳状液膜法
与软模板剂不同,硬模板剂常用生物组织作为模板。采用硬模板剂制备多孔碳酸钙,其形貌主要受模板剂的影响,结构相对固定,在研究特定形貌合成过程中优势明显,但硬模板剂在除模板时存在较大困难,致使其发展较为受限。
乳状液膜法是将两种互不相溶的溶剂在表面活性剂的作用下形成乳液,在微泡中经成核、聚结、团聚、热处理后得到纳米粒子。
乳状液膜法是一种有效制备多孔结构纳米碳酸钙的工艺方法。它解决了碳酸钙球形结构不圆整的问题,当反应条件和工艺控制得当,能得到一些特殊形貌的多孔碳酸钙,如花瓣状、核壳状等。
3共沉淀法
共沉淀法是指在电解质溶液中加入合适的沉淀剂,继而反应生成粒度小、分散均匀的沉淀。该方法因其原理简单、操作便捷而深受材料制备者的喜爱。TRUSHINA等以碳酸钠和氯化钙为原料,采用共沉淀的方法制备得到了近球形多孔碳酸钙微粒。其电镜扫描图如图3所示。从SEM图中可以看出,颗粒聚集较严重,为了改善这种现象,建议使用超声波的方式将其分散。
哪些因素可以影响碳酸钙的白度?如何解决?
碳酸钙作为一种广泛应用于塑料、橡胶、涂料、造纸等行业的无机填料,其白度是衡量产品质量的重要指标之一。白度的高低不仅影响产品的外观,还直接关系到产品的市场价值和应用性能。本文将探讨影响碳酸钙白度的主要因素,并提出相应的解决方案。
0评论2024-10-24155
氢氧化钙产品中氧化钙含量分析的改进方法
对采用干法消化工艺生产的氢氧化钙产品中的氧化钙含量进行了分析,采用加热分解的方法,可以计算出氢氧化钙产品中的氧化钙含量,该分析方法可以更好的对氢氧化钙产品生产质量进行监控。
0评论2024-08-22316
纳米碳酸钙生产用强力碳化器均匀化效果实验研究
纳米碳酸钙作为一种功能性无机纳米材料,在橡胶、塑料、涂料、造纸等众 多领域具有广泛的应用价值。其粒径分布和均匀性是影响产品质量和应用性能的 关键因素之一。强力碳化器作为一种新型高效的碳化设备,其在纳米碳酸钙生产 过程中的均匀化效果受到了广泛关注。然而目前关于强力碳化器均匀化效果的研 究尚不充分,特别是碳化条件对纳米碳酸钙性质的影响机制尚不明确。本研究旨 在通过实验方法系统地研究强力碳化器的均匀化效果及其影响因素,为纳米碳酸 钙的工业化生产和强力碳化器的进一步优化提供理论支持和实践指导。
0评论2024-08-15207
日本地崎立窑在高端钙镁行业的推广应用
日本地崎株式会社研制了一种新型立窑,该立窑系统以区别于传统意义的煅烧方式而闻名海外,并因其煅烧制度可控快调、活性度可控快调、产能可控快调等优越性能得到海外众多高端钙镁生产企业的青睐。
0评论2024-08-07259
电石渣生产绿色纳米碳酸钙的新工艺研究
以电石渣、碱渣、磷尾矿、皀化废渣、磷肥渣等钙镁型废渣为原料生产绿色轻质(纳米)碳酸钙的碳化工艺路线有三种:一是单纯CO2碳化法,只能生产出粒径粗大的普通绿色轻钙产品;二是CO2碳化+湿法研磨可生产D50在1-2μm的微细绿色轻钙;三是可溶性碳酸盐预碳化+CO2碳化所组成的复合碳化法可生产纳米级绿色轻钙。这三种碳化工艺路线为绿色轻质(纳米)碳酸钙形成高、中、低系列化产品提供了方案。双碳战略下,以电石渣为原料来生产绿色微细轻质(纳米)碳酸钙新工艺可实现电石渣的高值化利用、CO2减排、减碳86.7%的绿色微细轻
0评论2024-08-01413
环状硼酸苯酚酯表面改性剂的合成与性能研究
为增强硼酸酯的应用性能,改善重质碳酸钙(GCC)与树脂基材的融合性,使用硼酸、二乙醇胺和苯酚通过两步反应合成得到新型环状硼酸苯酚酯表面改性剂。分别添加1%、1.5%和2%的表面改性剂对GCC进行处理,测试改性前后GCC粉体的吸油值和微观形貌。改性前后的GCC粉体以30%的比例填充聚丙烯(PP),制成GCC/PP复合材料,进行力学性能、流变、熔融指数(MRF)和差示扫描量热测试。结果表明:表面改性剂添加量为2%时,粉体分散性最好,与未改性碳酸钙相比,吸油值降低了14.0 g/100 g;改性粉体在PP基体中
0评论2024-07-25231
纳米碳酸钙干燥设计及设备选型的研究
在纳米碳酸钙干燥工艺设计过程中,对国内常见的干燥设备和不同组合方式进行热量衡算,并结合典型企业的实际工况数据进行对比,确定了以单级网带干燥作为最优化的工艺及设备选型方案,比闪蒸干燥以及闪蒸干燥和网带干燥组合的干燥系统,能降低综合能耗30%以上。
0评论2024-07-18431
轻质碳酸钙生产烘干设备的选型
滤饼干燥是轻质碳酸钙生产较为关键的工序,其装备费用约占生产线总投资的10~20%,发生的生产成本可以占总成本在10~25%,如此大的变动范围,和生产线工艺设计时干燥机主体的选型有着密切的关系。
0评论2024-07-12440