pH和SDBS对快速混匀法制备纳米碳酸钙的影响

以CaCl_2、Na_2CO_3为原料,采用快速混匀法,研究了十二烷基苯磺酸钠(SDBS)和Na_2CO_3溶液的pH对纳米碳酸钙的影响。通过扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)对产物的形貌和晶型做了分析和表征。研究发现,SDBS不仅改变了碳酸钙的形貌,还对产品的晶体结构有所调控。借助SDBS软模板和稳定分散的作用,合成得到了具有新颖形貌的扇形和片状碳酸钙,同时SDBS更有利于亚稳晶型球霰石的形成。Na_2CO_3溶液的pH对碳酸钙的形貌也起着调控作用,高pH条件下利于片状碳酸钙的生成。     

碳酸钙空心微球的合成及其生成机理

以Na_2CO_3和CaCl_2为原料,采用复分解方法,以聚丙烯酸(PAA)和十二烷基磺酸钠(SDS)为有机添加剂,合成出具有方解石和球霰石复合晶型的碳酸钙空心微球。利用扫描电子显微镜(SEM)、透射式电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)分别对样品的形貌、结构和晶型进行了表征,通过研究反应过程中碳酸钙微球的结构和晶型随时间的变化过程,对空心微球的形成机理进行了详细的探讨;考察不同反应温度、PAA和SDS浓度对碳酸钙结晶和生长的影响。研究结果表明:反应过程中PAA和SDS会影响碳酸钙的聚集行为和形貌结构,以此提出了一种鲜有报道的碳酸钙空心微球的形成机理;并且当反应温度为80℃、PAA浓度0.5g/L、SDS浓度10mmol/L,反应1h时可获得粒径范围为4~7μm、具有方解石和球霰石复合晶型的碳酸钙空心微球。     

球霰石型碳酸钙的调控制备研究进展

球霰石型碳酸钙具有独特的物理、化学、生物和机械特性,在日用、生物医药和新材料等领域极具应用前景。然而,球霰石型碳酸钙是碳酸钙三种无水晶体中热力学性能最不稳定的一种,极易转换为文石型或方解石型碳酸钙,尤其是在潮湿环境或者水溶液中,这就导致球霰石型碳酸钙在生产、加工和应用方面存在诸多困难。因此,球霰石型碳酸钙的稳定制备一直是碳酸钙领域的热点之一。本文综述了近些年来有关球霰石型碳酸钙的稳定调控制备方法,包括碳化法、复分解法、生物矿化法、模板法等,并将这些方法按照制备原理和实施工艺进行了分类归纳,阐述了它们的优缺点及应用前景,分析了在调控制备过程中各项因素的影响规律,旨在为实现工业上球霰石型碳酸钙的稳定制备提供理论参考。     

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。     

球霰石碳酸钙宏量制备的研究进展

球霰石(Vaterite)是碳酸钙晶体的晶型之一,具有独特的机械、物理和化学性能,应用前景广阔,近年来对其宏量制备的研究越来越受到重视。本文综述了碳化法和复分解法宏量制备球霰石相碳酸钙的方法及其晶型调控工艺,为球霰石相碳酸钙的工业化生产提供指导。     

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。     

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。     

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。     

基于珊瑚粉晶核效应的碳酸钙水泥制备与性能提升研究

实际生产中碳酸钙块体材料制备难度极大，用人工方法制造碳酸钙往往只能得到微米级粉末。本文以珊瑚粉与球霰石型碳酸钙为原材料，采用压制成型，利用珊瑚粉的晶核效应调控球霰石向针棒状文石型碳酸钙转变，通过针棒状文石相互穿插、搭接形成三维空间结构，制备出性能良好的碳酸钙水泥。研究珊瑚粉对碳酸钙水泥凝结硬化过程、强度的影响，系统分析碳酸钙水泥硬化体的物相组成、微观形貌、孔隙结构等微观结构特征。结果表明，碳酸钙水泥的硬化与球霰石向文石的转化过程直接相关。珊瑚粉含量为40%(质量分数)时，碳酸钙水泥力学性能最优，其2、6 h抗压强度分别可达27、33 MPa。珊瑚粉的掺入能够诱导球霰石向文石转化，抑制了球霰石向热力学最稳定的方解石转化，并降低最可几孔径，减少更有害孔隙。     

扇形分级微纳米碳酸钙的可控合成与表征

利用共沉淀反应,以十二烷基苯磺酸钠(SDBS)为表面活性剂,合成了扇形分级微纳米碳酸钙。通过扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)对样品进行分析和表征,结果表明扇形分级微纳米碳酸钙的长度为1~3μm,由粒径约为100 nm的粒子聚集而成。实验考察了碳酸钠溶液pH和反应温度对产物的影响,研究发现碳酸钠溶液pH对碳酸钙形状的调控起着极其重要的作用,低温下更有利于亚稳晶型球霰石的生成。     

超重力场中球形碳酸钙的制备及其机理研究

为了突破工业上制备球形碳酸钙的难题,在超重力场中以高浓度的氢氧化钙为原料,以球形度为评价指标,研究制备球形碳酸钙的最优工艺条件。同时通过在不同的碳化时间取样,利用扫描电子显微镜(SEM)、X-射线双晶粉末衍射仪(XRD)和傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)等分析仪器对样品的表面形貌和晶体结构进行表征,研究其成球机理。研究结果表明,添加体积分数为50%的乙醇作为溶剂,加入w=3%的L-天冬氨酸作为晶型控制剂,控制超重力水平为1 400 r×min~(-1)时可制备得粒径分布在600～800 nm的球形碳酸钙;将碳化结束后的碳酸钙浆液进行离心得到产品和滤液,滤液再次作为氢氧化钙的溶剂,补加少量晶型控制剂后进行碳化仍可制备得球形碳酸钙,使体系的溶剂得到了循环利用;其成球机理为,L-天冬氨酸螯合钙离子诱导其向球霰石成核,乙醇-水体系阻止球霰石溶解-重结晶,最后在超重力场环境中生长成为球形碳酸钙,其球霰石含量高达89.89%。     

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。     

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。     

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。     

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...     

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。     

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。     

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。     

球霰石型纳米碳酸钙椭球形颗粒的合成

以氧化钙为原料,在非水体系下采用二氧化碳碳化法制备球霰石型纳米碳酸钙椭球形颗粒。探究了碳化温度、氧化钙用量、二氧化碳流速和溶剂种类对纳米碳酸钙晶型、颗粒形貌的影响,并优化了工艺条件。采用XRD、SEM、FT-IR和TEM等对产物进行表征,并探讨了合成机理。结果表明：4个因素对纳米碳酸钙的形貌均有影响,碳化温度对晶型影响较大。以甲醇作为溶剂和模板,当碳化温度为5 ℃,氧化钙用量为2.8 g（每100 mL甲醇）,二氧化碳流速为100 mL/min时,可制得球霰石型纳米碳酸钙椭球形颗粒。