亚微米纺锤形碳酸钙的形貌控制研究

发布时间：2017-10-24 20:40

  本文关键词：亚微米纺锤形碳酸钙的形貌控制研究

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【摘要】：具有特定形貌和尺寸的功能化超细碳酸钙的可控制备研究已成为材料领域的研究热点。不同形貌和尺寸的碳酸钙的制备工艺不同,应用领域也不同。本文分别选用晶种、有机质聚乙二醇、无机物氯化铝作为添加剂制备亚微米纺锤形碳酸钙,考察碳化工艺条件对碳酸钙形貌的影响,并探讨添加剂的形貌控制作用,为亚微米纺锤形碳酸钙的研究及工业开发提供方法和思路。晶种法主要分为晶种合成和亚微米纺锤形碳酸钙的制备两个部分。结果表明：在碳化起始温度为20℃,石灰乳浓度为1.0mol/L的条件下,可制备形貌规整、分散性较好的晶种碳酸钙。在碳化起始温度30～35℃,晶种添加质量分数为20%,石灰乳浓度1.0～1.5 mol/L的条件下,可制备长径为400～600nm、长径比约为4的亚微米纺锤形碳酸钙。晶种的主要作用是提供结晶中心,使体系发生异相成核,碳酸钙在其表面生长,从而获得纺锤形碳酸钙。以有机添加剂聚乙二醇(分子量为4000)为晶形控制剂,在碳化起始温度为25～30℃,晶形控制剂添加质量分数为2%时,可制备长径为0.6～1.0μm的纺锤形碳酸钙。PEG-4000的主要作用是：PEG-4000通过静电匹配作用吸附在碳酸钙晶核表面,降低晶核形成能垒；在生长阶段,由于PEG-4000在特定晶面的吸附,使各晶面的相对生长速率发生变化,从而对碳酸钙的形貌产生影响。以无机物氯化铝为晶形控制剂,晶形控制剂的添加量与起始温度有关,不同碳化起始温度存在不同的最佳添加量。在碳化起始温度为35℃,氯化铝添加质量分数为6%～7%条件下,可制备粒径可控的亚微米纺锤形碳酸钙。氯化铝的主要作用是提高体系过饱和度,促进碳酸钙成核,从而使碳酸钙晶体细化。
【关键词】：亚微米纺锤形碳酸钙 晶种 聚乙二醇 氯化铝 制备
【学位授予单位】：华东理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TQ132.32
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-23
• 1.1 研究背景10-11
• 1.2 碳酸钙概述11-15
• 1.2.1 碳酸钙简介11-12
• 1.2.2 碳酸钙的用途12-13
• 1.2.3 碳酸钙的制备方法13-15
• 1.3 碳化法制备碳酸钙15-19
• 1.3.1 碳化反应机理15
• 1.3.2 碳酸钙的成核与生长15-16
• 1.3.3 碳化反应的影响因素16-19
• 1.4 纺锤形碳酸钙19-21
• 1.4.1 纺锤形碳酸钙的用途19
• 1.4.2 纺锤形碳酸钙的研究现状19-21
• 1.5 本课题的意义及研究内容21-23
• 1.5.1 本课题的意义21-22
• 1.5.2 本课题研究内容22-23
• 第2章 晶种法制备亚微米纺锤形碳酸钙23-37
• 2.1 引言23
• 2.2 实验部分23-25
• 2.2.1 实验主要材料23
• 2.2.2 实验仪器及设备23-24
• 2.2.3 实验方法24
• 2.2.4 测试与表征24-25
• 2.3 实验结果与讨论25-36
• 2.3.1 晶种的合成25-27
• 2.3.2 晶种对碳酸钙形貌的影响27-28
• 2.3.3 碳化过程中体系过程参数及颗粒形态的变化28-30
• 2.3.4 晶种添加量对碳酸钙形貌的影响30-32
• 2.3.5 温度对碳酸钙形貌的影响32-33
• 2.3.6 石灰乳浓度对碳酸钙形貌的影响33
• 2.3.7 球磨晶种对碳酸钙的影响33-36
• 2.4 本章小结36-37
• 第3章 聚乙二醇作为添加剂制备亚微米纺锤形碳酸钙37-51
• 3.1 引言37
• 3.2 实验部分37-39
• 3.2.1 实验主要材料37
• 3.2.2 实验仪器及设备37-38
• 3.2.3 实验方法38
• 3.2.4 测试与表征38-39
• 3.3 实验结果与讨论39-50
• 3.3.1 PEG-4000对碳酸钙形貌及晶型的影响39-40
• 3.3.2 PEG-4000在碳化反应中的作用40-41
• 3.3.3 碳化过程中体系过程参数及颗粒形态的变化41-44
• 3.3.4 PEG-4000添加量对碳酸钙形貌的影响44-46
• 3.3.5 温度对碳酸钙形貌的影响46-48
• 3.3.6 C0_2浓度对碳化反应的影响48-49
• 3.3.7 搅拌转速对碳酸钙形貌的影响49-50
• 3.4 本章小结50-51
• 第4章 氯化铝作为添加剂制备亚微米纺锤形碳酸钙51-66
• 4.1 引言51
• 4.2 实验部分51-52
• 4.2.1 实验主要材料51
• 4.2.2 实验仪器及设备51
• 4.2.3 实验方法51
• 4.2.4 测试与表征51-52
• 4.3 结果与讨论52-65
• 4.3.1 氯化铝对碳酸钙形貌及晶型的影响52-56
• 4.3.2 碳化过程中体系过程参数及颗粒形态的变化56-58
• 4.3.3 氯化铝的添加量对碳酸钙形貌的影响58-60
• 4.3.4 温度对碳酸钙形貌的影响60-61
• 4.3.5 石灰乳浓度对碳酸钙形貌的影响61-62
• 4.3.6 通气速率对碳酸钙形貌的影响62-64
• 4.3.7 搅拌转速对碳化反应的影响64-65
• 4.4 本章小结65-66
• 第5章 全文总结与展望66-68
• 5.1 全文总结66-67
• 5.1.1 晶种法制备亚微米纺锤形碳酸钙66
• 5.1.2 聚乙二醇作为添加剂制备亚微米纺锤形碳酸钙66
• 5.1.3 氯化铝作为添加剂制备亚微米纺锤形碳酸钙66-67
• 5.2 主要创新点67
• 5.3 展望67-68
• 参考文献68-74
• 致谢74-75
• 硕士期间发表的文章75

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 童张法;胡超;李立硕;曾美琪;韦藤幼;;间歇鼓泡碳化法制备立方形纳米碳酸钙工艺条件优化[J];广西科学;2015年01期

2 成居正;陈雪梅;邓捷;;NaHCO_3对纳米碳酸钙粉末形貌的修饰作用[J];材料科学与工程学报;2013年03期

3 邓捷;成居正;陈雪梅;;亚微米纺锤形超细碳酸钙的制备[J];华东理工大学学报(自然科学版);2013年01期

4 赵丽娜;孔治国;;棒状碳酸钙的鼓泡法制备及表征[J];化工进展;2011年12期

5 马俊;刘华彦;梁锦;陈银飞;;两种重要形貌的碳酸钙的可控合成及生长机理探讨[J];材料科学与工程学报;2011年02期

6 张兆震;陈建铭;李振兴;宋云华;;晶种法制备氢氧化镁阻燃剂粉体[J];盐业与化工;2011年02期

7 冀冰;郭万涛;吴医博;王兵;;纳米碳酸钙在橡胶中的应用和研究进展[J];材料开发与应用;2008年05期

8 刘英俊;;碳酸钙在塑料中应用进展[J];无机盐工业;2008年03期

9 张春艳;谢安建;沈玉华;张丽;;聚乙二醇对碳酸钙晶体生长影响的研究[J];安徽大学学报(自然科学版);2008年01期

10 马洁;李春忠;陈雪花;朱孟钦;;糖类添加剂对纳米碳酸钙形貌的影响[J];华东理工大学学报(自然科学版);2005年06期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 陶涛;球磨法用于制备纳米功能材料[D];中南大学;2011年

中国硕士学位论文全文数据库 前5条

1 邓捷;超细碳酸钙的形貌控制及改性工艺[D];华东理工大学;2013年

2 成居正;立方纳米碳酸钙制备及其流变性能研究[D];华东理工大学;2013年

3 张苏;复合改性剂对油墨用纳米碳酸钙改性研究[D];东北大学;2009年

4 杜素梅;聚丙烯/碳酸钙纳米复合材料的制备和表征[D];合肥工业大学;2007年

5 陈先勇;纳米碳酸钙合成的研究[D];四川大学;2004年

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本文编号：1090478