由电石渣制备纳米碳酸钙及其改性工艺条件研究
发布时间：2021-09-02 13:01
论文针对纳米CaCO3合成过程易发生团聚、粒径过大、粒度不均匀,以及未改性的纳米CaCO3亲水疏油等主要不足,在大量文献调研和实验室前期研究工作的基础上,采用CO2碳化法,以大宗工业固废电石渣为原料,着重开展较高Ca2+浓度、Ca2+-H2O-CO32-反应体系条件下纳米CaCO3的制备和改性过程的优化工艺条件研究,并对添加剂的作用机制进行了初步探讨。所开展的主要工作及所得主要结论如下:（1）筛选并确定STP+PEG为较适宜的复合添加剂,较适宜的纳米CaCO3制备工艺条件为:添加剂加量3%STP+1.5%PEG、反应温度25℃、CO2流率400mL·min-1、Ca2+初始浓度1mol·L-1、搅拌速率600rpm、陈化时间0min。此条件下所制得的碳酸钙粒径约45nm,粒度分布较均匀、分散性较好。（2）添加剂的作用机制分析认为:STP与PEG可能存在某种协同效应,降低了碳酸钙粒子的表面能,从而限制碳酸钙颗粒的生长,抑制碳酸钙粒子的团聚,降低碳酸钙样品平均晶粒尺寸。（3）筛选并确定油酸钠为较适宜的改性剂,确定纳米CaCO3改性较适宜的工艺条件:油酸钠用量2.5%、固液比8.5:100、...
【文章来源】：合肥工业大学安徽省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图３．１部分添加剂所制备碳酸钙样品的ＳＥＭ图??（Ａ－３°／〇ＳＴＰ＋ｌ％十二烷基磺酸钠；Ｂ－３％ＳＴＰ＋１％十二烷基硫酸钠；??Ｃ－３％ＳＴＰ?＋?］％ＰＨＲ；?Ｄ－３％ＳＴＰ＋１％ＰＥＧ）??Ｆｉ３．１?ＳＥＭ?ｉｍａｅｓ?ｏｆ?ＣａＣ〇３?ｓａｍｌｅｓ?ｒｅｐａｒｅｄ?ｂａｒｔ?ｏｆ?ｔｈｅ?ａｄｄｉｔｉｖｅｓ??
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【参考文献】：
期刊论文
[1]纳米碳酸钙驱铅效果研究[J]. 朱轩仪,黄彦凝,巫放明,潘一峰,何剪太,肖平. 中国现代医学杂志. 2017(15)
[2]高Ca2+浓度CO2沉淀法由电石渣制备纳米CaCO3[J]. 王百年,葛礼响,曹萌,杨保俊. 化工环保. 2016(04)
[3]油酸钠作用下异极矿的浮选行为及作用机理[J]. 刘诚,冯其明,张国范. 中国有色金属学报. 2016(04)
[4]反应-萃取-结晶过程制备碳酸钙的晶型转变与结晶机理[J]. 李云钊,宋兴福,孙玉柱,孙泽,于建国. 化工学报. 2015(10)
[5]三聚磷酸钠与柠檬酸钠钙螯合机理和螯合能力的对比分析[J]. 何春芳,叶近婷,高阳,刘春宇,潘秀梅. 分子科学学报. 2015(03)
[6]复合改性剂对碳酸钙晶须表面改性的研究[J]. 闫利花,刘咏,化全县,刘丽,汤建伟. 化工矿物与加工. 2015(05)
[7]类球状纳米碳酸钙的制备及改性工艺条件研究[J]. 王百年,李强,张胜男. 化学工业与工程技术. 2014(02)
[8]沉淀反应制备碳酸钙粒子及其形貌和结构控制[J]. 杨亚囡,朱晓丽,孔祥正. 无机材料学报. 2013(12)
[9]纳米碳酸钙表面改性剂的合成及其应用于PVC的研究[J]. 周朋朋,栾英豪,马新胜. 塑料工业. 2013(09)
[10]NaHCO3对纳米碳酸钙粉末形貌的修饰作用[J]. 成居正,陈雪梅,邓捷. 材料科学与工程学报. 2013(03)
博士论文
[1]碳酸钙的形貌控制及表面改性研究[D]. 赵丽娜.吉林大学 2009
硕士论文
[1]由磷石膏制备纳米碳酸钙的工艺条件研究[D]. 陈洋.合肥工业大学 2017
[2]由电石渣制备纳米碳酸钙工艺条件研究[D]. 葛礼响.合肥工业大学 2016
[3]纳米碳酸钙制备新工艺研究[D]. 冯文华.华东理工大学 2015
[4]纳米碳酸钙的制备与表面改性研究[D]. 梁锦.浙江工业大学 2010
[5]干法乙炔生产过程研究及开发[D]. 廖勇.河北科技大学 2009
[6]利用PVC行业电石渣制备立方体晶型纳米碳酸钙研究[D]. 张果龙.湘潭大学 2008
[7]利用电石渣制备纳米碳酸钙的研究[D]. 王晓芳.贵州大学 2006
本文编号：3379060
【文章来源】：合肥工业大学安徽省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图３．１部分添加剂所制备碳酸钙样品的ＳＥＭ图??（Ａ－３°／〇ＳＴＰ＋ｌ％十二烷基磺酸钠；Ｂ－３％ＳＴＰ＋１％十二烷基硫酸钠；??Ｃ－３％ＳＴＰ?＋?］％ＰＨＲ；?Ｄ－３％ＳＴＰ＋１％ＰＥＧ）??Ｆｉ３．１?ＳＥＭ?ｉｍａｅｓ?ｏｆ?ＣａＣ〇３?ｓａｍｌｅｓ?ｒｅｐａｒｅｄ?ｂａｒｔ?ｏｆ?ｔｈｅ?ａｄｄｉｔｉｖｅｓ??
??由图３．１可见：当添加３％ＳＴＰ＋１％十二烷基磺酸钠时，所制备的ＣａＣＣｈ??样品为球形，粒径约１００？２００ｎｍ；当添加３％ＳＴＰ＋１％十二烷基硫酸钠时，??所制备的ＣａＣ０３为立方体形，粒径约为ｂｍ；当添加３％ＳＴＰ＋１％ＰＥＲ时，??所制备的ＣａＣ０３样品主要呈现两种形貌，一种为粒径约６００？８００ｎｍ的球??状颗粒，另一种为由３０？５０ｍｘｉ纳米颗粒聚集而成的团聚体（见图３．１Ｃ??插图）；当添加３％ＳＴＰ＋１％ＰＥＧ时，所制备的ＣａＣ０３粒径约为３０？６０ｎｍ??的颗粒，且粒度较为均匀（见图３．１Ｄ插图）。因此，后续实验选择ＳＴＰ＋ＰＥＧ??为较合适的添加剂组合。??＋?？－ｖａｉｃｎｔｅ??？－ｃａｌｃｉｉｃ??？?：?ｉ?？??？?ＩＳ?Ｉ?ｈ?？??；?：；／ｉ；?！?；?：．?；ｉ?？－?．??一－?｜？＇？一／＇？？—??????．［ｊ?ＳＴＰ＋Ｐ１ＸＪ－?ｌ（ＸＫＫ）??ｆ?＿＿??Ｓ?ｉ?：：?，：?ＳＴＰ＋十二烷祛碩酸钠??Ｅ?ｉｊ?；！?ｆ．?ｆ??
Ｆｉｇ３．４?ＳＥＭ?ｉｍａｇｅｓ?ｏｆ?ＣａＣ〇３?ｓａｍｐｌｅｓ?ｐｒｅｐａｒｅｄ?ａｔ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓ??（Ａ－１５°Ｃ；?Ｂ－２０°Ｃ；?Ｃ－２５°Ｃ；?Ｄ－３０°Ｃ；?Ｅ－３５°Ｃ）??由图３．４可见：当反应温度为１５°Ｃ时，所制备的匚３（：０３样品粒径约??为６０？ｌＯＯｎｍ，粒度分布较宽，并且团聚严重（见图３．４Ａ插图）；当反应??温度为２０°Ｃ时，所制备的ＣａＣ０３样品主要呈现两种形貌，一种为粒径约??为４０？６０ｎｍ纳米颗粒聚集而成的团聚体，另一种为粒径约６００ｎｍ？１?（ｉｍ??的球状颗粒（见图３．４Ｂ插图）；当反应温度为２５°Ｃ时，所制备的ＣａＣ０３??样品粒度均匀，平均粒径约为４５ｎｍ（见图３．４Ｃ插图）；当反应温度为３０°Ｃ??与３５°Ｃ时，所制备的ＣａＣ０３样品主要呈现为粒径约１？邳ｍ的球状。??ＣａＣＯｄ＾碳化结晶是一个成核、生长、粗化在时间上彼此重合的过程，??反应中晶核生成和晶体生长同时进行。Ｇｕｏ?Ｙ等［６６Ｈ人为碳酸钙成核速率Ｊ??可以用均相成核的经典模型来估箅：??Ｊ?＝?ＡｅｘＪ－－＾ｌ－］?３．１??３ｋ＾ＴＪ（ｌｎＳ）ｚ??张瑞社等ｉ６７Ｈ人为随着反应温度的升高
【参考文献】：
期刊论文
[1]纳米碳酸钙驱铅效果研究[J]. 朱轩仪,黄彦凝,巫放明,潘一峰,何剪太,肖平. 中国现代医学杂志. 2017(15)
[2]高Ca2+浓度CO2沉淀法由电石渣制备纳米CaCO3[J]. 王百年,葛礼响,曹萌,杨保俊. 化工环保. 2016(04)
[3]油酸钠作用下异极矿的浮选行为及作用机理[J]. 刘诚,冯其明,张国范. 中国有色金属学报. 2016(04)
[4]反应-萃取-结晶过程制备碳酸钙的晶型转变与结晶机理[J]. 李云钊,宋兴福,孙玉柱,孙泽,于建国. 化工学报. 2015(10)
[5]三聚磷酸钠与柠檬酸钠钙螯合机理和螯合能力的对比分析[J]. 何春芳,叶近婷,高阳,刘春宇,潘秀梅. 分子科学学报. 2015(03)
[6]复合改性剂对碳酸钙晶须表面改性的研究[J]. 闫利花,刘咏,化全县,刘丽,汤建伟. 化工矿物与加工. 2015(05)
[7]类球状纳米碳酸钙的制备及改性工艺条件研究[J]. 王百年,李强,张胜男. 化学工业与工程技术. 2014(02)
[8]沉淀反应制备碳酸钙粒子及其形貌和结构控制[J]. 杨亚囡,朱晓丽,孔祥正. 无机材料学报. 2013(12)
[9]纳米碳酸钙表面改性剂的合成及其应用于PVC的研究[J]. 周朋朋,栾英豪,马新胜. 塑料工业. 2013(09)
[10]NaHCO3对纳米碳酸钙粉末形貌的修饰作用[J]. 成居正,陈雪梅,邓捷. 材料科学与工程学报. 2013(03)
博士论文
[1]碳酸钙的形貌控制及表面改性研究[D]. 赵丽娜.吉林大学 2009
硕士论文
[1]由磷石膏制备纳米碳酸钙的工艺条件研究[D]. 陈洋.合肥工业大学 2017
[2]由电石渣制备纳米碳酸钙工艺条件研究[D]. 葛礼响.合肥工业大学 2016
[3]纳米碳酸钙制备新工艺研究[D]. 冯文华.华东理工大学 2015
[4]纳米碳酸钙的制备与表面改性研究[D]. 梁锦.浙江工业大学 2010
[5]干法乙炔生产过程研究及开发[D]. 廖勇.河北科技大学 2009
[6]利用PVC行业电石渣制备立方体晶型纳米碳酸钙研究[D]. 张果龙.湘潭大学 2008
[7]利用电石渣制备纳米碳酸钙的研究[D]. 王晓芳.贵州大学 2006
本文编号：3379060
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