碳酸鈣按形態(tài)分為無(wú)規(guī)則體、紡錘形、針形、球形、鏈鎖形、片形、偏三角形和菱形六面體形、無(wú)定形等形態(tài)，不同形態(tài)的碳酸鈣，其應(yīng)用領(lǐng)域和功能各不相同。
由于球形碳酸鈣具有良好的平滑性、流動(dòng)性、分散性和耐磨性等特性，故而被廣泛應(yīng)用在橡膠、涂料油漆、油墨、醫(yī)藥、牙膏和化妝品等領(lǐng)域。
目前，常用的球形碳酸鈣制備方法有碳化法、微乳法、模擬生物礦化法及復(fù)分解法等。
1、碳化法
采用合適的晶型控制劑，以氫氧化鈣作為鈣源，通入二氧化碳?xì)怏w進(jìn)行反應(yīng)生成目標(biāo)產(chǎn)物，在反應(yīng)過(guò)程中通過(guò)控制晶型控制劑的濃度、晶型控制劑的種類(lèi)、氫氧化鈣的濃度、晶型控制劑的加入速度、反應(yīng)溫度、二氧化碳?xì)怏w流速和攪拌速度等工藝條件來(lái)控制反應(yīng)過(guò)程。
最新研究進(jìn)展：
S.J.Xu等人以再生絲蛋白的晶體作為控制劑，制得了單分散狀的球形碳酸鈣。
向蘭等人采用布?xì)夥绞?、在化學(xué)控制劑和混合氣合成了超細(xì)球形碳酸鈣。
申小清等人以硅酸鈉和硫酸鋅為控制劑，通過(guò)碳化石灰乳獲得了粒徑為40-50nm的球形碳酸鈣。
崔愛(ài)麗等人采用兩步法，首先以CaO為原料，然后通入CO2/N2比例為3:10的混合氣，制得了球形碳酸鈣。
2、微乳法
將可溶性的碳酸鹽和可溶性的鈣鹽分別溶于兩份組成完全相同的微乳液（互不相容的溶劑）中，在一定條件下兩者混合反應(yīng)，在微小的球形液滴內(nèi)控制碳酸鈣的成核、生長(zhǎng)和聚集，再將晶體與溶劑過(guò)濾分離，得到球形碳酸鈣顆粒，粒徑大小約在幾納米至幾十納米的范圍內(nèi)。通過(guò)分散相與連續(xù)相之間的不同，微乳液一般分為兩種類(lèi)型：油包水（W/O）與水包油（O/W）。微乳液和普通乳狀液的不同在于其形成是自發(fā)的，并且不需要能量。
最新研究進(jìn)展：
黃建花等人分別在二甲苯中加入十二烷基苯磺酸鈉（乳化劑）和正戊醇（助乳化劑）制成兩份微乳液，分別加入氯化鈣和碳酸鈉后混合反應(yīng)，制得了顆粒大小均勻的球形碳酸鈣。
葉穎等人采用辛基酚聚氧乙烯醚（TritionX-100）/正辛醇/環(huán)己烷為W/O型的微乳液，制備出粒徑在70-100nm之間的球形碳酸鈣。
3、模擬生物礦化仿生合成法
在生物體中主要存在兩種有機(jī)組分調(diào)控生物礦化，這兩種有機(jī)組分為：（1）可誘導(dǎo)生物礦物相態(tài)變化的可溶性親水聚合物，例如蛋白質(zhì)類(lèi)、糖蛋白類(lèi)和多聚糖類(lèi)等；（2）對(duì)晶體的成核和形貌有關(guān)鍵影響作用的不溶性有機(jī)框架，例如骨骼中存在的骨膠原和貝殼里的殼素。
最新研究進(jìn)展：
Y.Tanaka等人研究了聚酰胺-胺基聚合物（樹(shù)枝狀）作為誘導(dǎo)劑時(shí)，先與鈣離子形成絡(luò)合物，這些絡(luò)合物親油的一端聚在一起，在溶液的包圍作用下形成了許多微小液滴，碳酸銨加入后，鈣離子和碳酸根離子在小液滴內(nèi)成核、結(jié)晶和成長(zhǎng)成球形碳酸鈣。
鄒孔標(biāo)等人采用聚乙烯醇（PVA）為有機(jī)基質(zhì)，控制反應(yīng)制得了球霰石型球形碳酸鈣。
4、復(fù)分解法
在有機(jī)基質(zhì)的調(diào)控下，在一定條件下將鈣鹽溶液同碳酸鹽溶液混合反應(yīng)，過(guò)濾獲得碳酸鈣粉末。常用的鈣鹽有硝酸鈣、氯化鈣和醋酸鈣等，常用的碳酸鹽有碳酸銨、碳酸氫銨、碳酸鈉和碳酸氫鈉等。
最新研究進(jìn)展：
郁平等人采用硫酸為控制劑與碳酸氫銨混合后，同氯化鈣混合反應(yīng)，反應(yīng)過(guò)程中會(huì)有二氧化碳產(chǎn)生，在二氧化碳的作用下，制得了均勻疏松多孔的球形碳酸鈣。
陳先勇等人利用濃度15%的檸檬酸鈉作為控制劑，以醋酸鈣和碳酸鈉為原料，在一定的反應(yīng)條件下獲得了粒徑大約在1-4µm的球形碳酸鈣。
復(fù)分解法制備球形碳酸鈣存在一定的優(yōu)缺點(diǎn)，優(yōu)點(diǎn)為反應(yīng)時(shí)間短、產(chǎn)品的形貌和粒徑比較均一；不足之處為原料價(jià)格較貴，生產(chǎn)效率低，反應(yīng)過(guò)程難以控制，不適合投入工業(yè)化生產(chǎn)。
來(lái)源：譚婷婷.球形碳酸鈣的控制合成工藝研究[D].2020.
更多精彩！歡迎掃描下方二維碼關(guān)注中國(guó)粉體技術(shù)網(wǎng)官方微信（粉體技術(shù)網(wǎng)）
|
