纳米碳酸钙的制备与表面改性

纳米碳酸钙的制备与表面改性

摘要：本文主要综述了纳米碳酸钙的制备及其表面改性技术，并对纳米碳酸钙的发展前景进行了展望。纳米碳酸钙的制备技术，这里介绍了间歇式碳化法、超重力法、多级喷雾碳化法、非冷冻法和膜分散微结构反应器法。学生下愚，这里只对间歇式碳化法（湿法）进行了研究，对其的表面改性，这里介绍了不同类型的表面改性剂，其中包括表面活性剂、偶联剂、聚合物、无机物。此次研究采用表面活性剂铝酸酯对其进行表面改性。

关键词：纳米碳酸钙、制备、表面改性

第一章、文献综述

1.引言…………………………………………………………1

2.纳米碳酸钙的制备技术……………………………………3

2.1原料的准备和预处理...............................5

2.2纳米碳酸钙的后处理...............................5

2.3间歇碳化法.......................................5

2.4连续喷雾碳化法…………………………………………… 7

2.5超重力碳化法.....................................8

2.6复分解法.........................................8

2.7乳液法...........................................9

2.8凝胶法……………………………………………………… 9

2.9非冷冻法…………………………………………………… 9

3.纳米碳酸钙的表面改性技术.........................9

3.1表面改性的必要性.................................9

3.2表面改性方法....................................10

4.纳米碳酸钙的应用技术............................18

4.1橡胶............................................18

4.2塑料............................................19

4.3油墨............................................20

4.4涂料............................................21

5.纳米碳酸钙的发展前景............................21

5.1国外应用现状.....................................22

5.2国内应用现状.....................................22

5.3纳米碳酸钙制备工艺的改进.........................23

5.4纳米碳酸钙的可发展前景...........................24

第二章、实验部分...................................25

1主要仪器与药品.....................................25

1.1主要仪器.........................................25

1.2主要药品.........................................25

2、工艺流程图.........................................25

3、实验操作过程.......................................26

3.1消化过程.........................................26

3.2碳化过程.........................................27

3.3湿法活化过程.....................................27

3.4过滤.............................................28

3.5干燥.............................................28

3.6磨粉.............................................28

4、实验结果讨论.......................................28

第三章、结论.......................................32

参考文献.............................................33

结论

采用硫酸锌作为添加剂 ,通过对温度、 CO2 流量及流速、反应物浓度、溶液pH值等因素的控制 ,得到了有一定形状的纳米碳酸钙。

(1)产物的粒径对温度和氢氧化钙悬浊液的浓度极为敏感 ,氢氧化钙浓度的增大使产物粒径减小。

(2)反应时间随温度的升高而缩短 ,但温度的增加会导致产物粒子的长大 ;氢氧化钙浓度的增加将使反应时间显著延长。

(3)硫酸锌的加入 ,使产物保持一定形状 ,其添加量为 2%。

改性纳米CaCO3与几种溶剂之间接触角的变化情况表明 ,经过表面改性 ,纳米CaCO3表面的润湿性发生了明显的变化 ,由极性转为非极性 ,通过接触角的变化可以确认改性剂的最佳用量在 6 %左右。

然而，现有的改性剂虽然在一定程度上改进了纳米碳酸钙的性能,但在纳米碳酸钙干燥过程中还存在二次粒子团聚的现象, 直接影响了产品的性能。目前这个问题还没有好的解决方法。此外,纳米碳酸钙长时间放置如何保持其活性, 如何进一步提高纳米碳酸钙的补强作用及其在复合材料中的分散性、改进复合材料的物理性能等都有待于进一步研究。

从纳米碳酸钙的用途来看,这是一个非常有发展前途的产品,但是目前的各种制备方法还存在各种不足;因而如何研制高效,低廉的制备方法,制备出高纯度,高品质的纳米碳酸钙将是今后研究的重点与难点。

参考文献

邹海魁,陈建峰,刘润静,沈志刚等.纳米CaCO3的制备、表面改性及表征（J）. 中国粉体技术，2001，（5）

马进,邓先和,潘朝群等. 纳米碳酸钙的表面改性研究进展（J）. 马进等纳米碳酸钙的表面改性研究进展，（6）