碳酸鈣主要有3種晶型結(jié)構(gòu):方解石、文石和球霰石。其中,熱力學(xué)穩(wěn)定晶型為方解石,最不穩(wěn)定的是球霰石型碳酸鈣。但由于球霰石特殊的球狀結(jié)構(gòu),具有比表面積高、孔隙率大等優(yōu)點,球型碳酸鈣的制備已成為一個研究熱點。研究發(fā)現(xiàn)通過添加某些晶型調(diào)控劑能制備得到穩(wěn)定的球霰石型碳酸鈣。
常用的球霰石制備方法有2種:CO2-Ca(OH)2碳化法與Ca2+-CO32-復(fù)分解法。由于碳化法的速率取決于CO2在水中低的溶解速率,導(dǎo)致碳化法獲得的球霰石產(chǎn)率不高。復(fù)分解法因其產(chǎn)率高、反應(yīng)簡單易行而受到廣泛關(guān)注,但常需要添加晶型調(diào)控劑以穩(wěn)定其晶型和形貌。其中,可溶性晶型調(diào)控劑對碳酸鈣晶型、形貌和尺寸等有調(diào)控作用。
可溶性晶型調(diào)控劑主要包括可溶性的小分子、高分子和水溶性表面活性劑等。
譚婷婷等以可溶性小分子硼酸為晶型調(diào)控劑,采用復(fù)分解反應(yīng)制備了方解石型球形碳酸鈣,發(fā)現(xiàn)硼酸對碳酸鈣的形貌、晶型、粒徑等有較大的影響。
王君等以表面活性劑羧甲基纖維素鈉(CMC)為晶型調(diào)控劑獲得了微米級碳酸鈣微球,發(fā)現(xiàn)CMC的加入對碳酸鈣微球的形貌、孔徑、比表面積、表面電荷等有顯著的影響。
張曉蕾等和鄭天文等以高分子聚丙烯酸(PAA)和水溶性表面活性劑十二烷基苯磺酸鈉(SDBS)組成的復(fù)合晶型調(diào)控劑,利用復(fù)分解法制備出高球霰石含量的碳酸鈣微球。
丁紅霞等采用高分子聚乙烯醇(PVA)和十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)組成的復(fù)合晶型調(diào)控劑獲得球狀及花狀的球霰石。
基于仿生合成的生物高分子晶型調(diào)控劑也受到大量學(xué)者的關(guān)注,研究較多的有蛋白質(zhì)和多糖類。常見的多糖如葡萄糖、蔗糖、可溶性淀粉和糊精等均對碳酸鈣的形貌及晶型具有一定的影響,王農(nóng)等以蔗糖、葡萄糖和可溶性淀粉作為晶型調(diào)控劑,采用碳化法獲得粒徑約為50nm的立方形納米碳酸鈣。
張娟發(fā)現(xiàn)可溶性淀粉和糊精兩種晶型調(diào)控劑可以促進球霰石碳酸鈣的形成。張慧等證實在可溶性淀粉調(diào)控下可以得到粒徑約為4μm的球霰石碳酸鈣,但尚未發(fā)現(xiàn)孔狀結(jié)構(gòu),也尚未探討工藝條件對碳酸鈣形貌及晶型的影響規(guī)律。
胡彩霞等利用簡單易行的復(fù)分解反應(yīng),以氯化鈣和碳酸鈉為合成試劑,以可溶性淀粉(SS)為晶型調(diào)控劑,成功制備了粒徑為4~5μm的多孔球霰石碳酸鈣。最佳制備工藝條件:SS添加量為0.5g,滴加速度為1.5mL/min,氯化鈣與碳酸鈉的物質(zhì)的量比為1∶1。

資料來源:《胡彩霞,胡辰鑫,彭劍龍,鐘星.以可溶性淀粉為晶型調(diào)控劑制備多孔球形碳酸鈣[J].無機鹽工業(yè),2021,53(05):51-55》,由【粉體技術(shù)網(wǎng)】編輯整理,轉(zhuǎn)載請注明出處!
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