纳米碳酸钙合成的研究

发布时间：2017-06-24 04:04

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【摘要】：在纳米碳酸钙的生产中,碳酸钙结晶粒子大小、结晶形状、粒度分布及分散性能是其重要质量指标。粒度小、分布均匀、分散性能好的纳米碳酸钙产品具有更高的经济利用价值。原料石灰的活性度和碳化反应过程的控制将显著影响纳米碳酸钙的质量。因此,采取有效措施制备高活性度石灰和强化碳化反应过程具有十分重要的意义。 本文首先以工业传统立窑煅烧块状石灰作为原料,在间歇式鼓泡碳化反应器中系统地研究了碳化反应温度、灰乳比重、气体流量、二氧化碳浓度、搅拌转速、消化浆液陈化时间、气体分布器开孔直径及添加剂等对碳酸钙结晶形态的影响。通过优化碳化反应条件,合成了平均粒度为 45～90nm、粒度分布较均匀的球形纳米级碳酸钙产品,但还存在一定程度的团聚。同时还通过测定碳化反应过程中悬浮体系pH值和粘度随时间的变化规律,深入分析了碳化反应机理。 本文还用小颗粒石灰石煅烧制备出了具有高活性度的石灰,实验研究了了煅烧温度、煅烧时间及石灰石粒度对石灰活性度的影响规律。研究发现,同工业立窑煅烧块状石灰石相比,用小颗粒石灰石煅烧,能大幅度提高石灰的活性度,并能明显~.短煅烧时间、降低煅烧温度。 本文用自制的高活性度石灰为原料合成纳米碳酸钙,得到了粒度为40～70nm、均匀分散的纳米碳酸钙。在相同的反应条件下,同以工业立窑煅烧石灰为原料制备的碳酸钙产品相比,用小颗粒石灰石煅烧所得高活性度石 WP=3 灰作为合成纳米碳酸钙的原料,能明显~.短碳化反应时间,降低纳米碳酸钙晶体粒度,提高其分散性能。
【关键词】：纳米碳酸钙 石灰石 煅烧 石灰 活性度
【学位授予单位】：四川大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2004
【分类号】：TQ127.13
【目录】：

• 第一章 前言9-19
• 1 纳米碳酸钙的工业应用10-12
• 2 纳米碳酸钙的生产方法12-13
• 3 国内外纳米碳酸钙的生产和研究现状13-16
• 3.1 国内纳米碳酸钙的生产与研究现状13-15
• 3.2 国外纳米碳酸钙的生产与研究现状15
• 3.3 中国与国外的差距15-16
• 4 发展趋势16-17
• 5 研究目的及研究内容17-19
• 5.1 研究目的17
• 5.2 研究内容17-19
• 第二章 实验装置及实验原理19-28
• 1 实验主要原料及仪器19
• 2 实验工艺流程图19
• 3 碳化反应装置图19-20
• 4 实验基本原理20-28
• 4.1 石灰石的煅烧20-22
• 4.1.1 碳酸钙分解的热力学20-21
• 4.1.2 碳酸钙分解的动力学21-22
• 4.1.3 石灰石煅烧过程中的其它反应22
• 4.2 石灰的消化22-24
• 4.2.1 消化反应的热力学23-24
• 4.2.2 消化反应动力学24
• 4.3 石灰乳的碳化24-25
• 4.3.1 碳化反应热力学24-25
• 4.3.2 碳化反应动力学25
• 4.4 溶液系统中的晶体生长理论25-28
• 4.4.1 晶体的成核26-27
• 4.4.2 晶体的生长27-28
• 第三章 以工业石灰为原料制备纳米碳酸钙28-52
• 1 实验方法28-29
• 1.1 石灰的消化28
• 1.2 碳酸化反应28-29
• 2 实验结果与讨论29-51
• 2.1 碳化温度对碳化过程的影响29-32
• 2.2 灰乳比重对碳化过程的影响32-34
• 2.3 搅拌转速对碳化反应过程的影响34-36
• 2.4 CO2浓度对碳化过程的影响36-38
• 2.5 气体流量对碳化反应的影响38-40
• 2.6 气体分布器孔径对碳化反应过程的影响40-41
• 2.7 消化浆液的陈化时间对碳化反应过程的影响41-43
• 2.8 添加剂对碳酸钙粒度和形貌的影响43-47
• 2.8.1 添加剂 A的影响43-46
• 2.8.2 添加剂 B的影响46-47
• 2.9 碳化过程中粘度的变化规律47-49
• 2.10 碳化反应过程中pH值的变化规律49-50
• 2.11 碳酸钙产品的X衍射分析50-51
• 3 小结51-52
• 第四章 高活性度石灰的制备及其对纳米碳酸钙合成的影响52-61
• 1 用小颗粒石灰石煅烧制备高活性度石灰52-57
• 1.1 实验方法52-53
• 1.1.1 石灰石的预处理与煅烧52
• 1.1.2 石灰活性度的测定52-53
• 1.2 实验结果与讨论53-57
• 1.2.1 煅烧时间对石灰活性度的影响53-54
• 1.2.2 煅烧温度对石灰活性度的影响54-55
• 1.2.3 石灰石粒度对石灰活性度的影响55-56
• 1.2.4 小颗粒石灰石的煅烧与工业立窑煅烧的比较56-57
• 2 以高活性度石灰为原料制备纳米碳酸钙57-60
• 2.1 实验方法57-58
• 2.2 实验结果与讨论58-60
• 2.2.1 碳化反应时间58
• 2.2.2 产品的扫描电镜测试58
• 2.2.3 纳米碳酸钙的X衍射分析58-59
• 2.2.4 小颗粒高活性度石灰和工业立窑石灰制备纳米碳酸钙的比较59-60
• 3 小结60-61
• 第五章 结 论61-63
• 参考文献63-67
• 作者在读期间发表的论文67-68
• 声 明68-69
• 致 谢69

【引证文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 毛圣陶;王晶晶;戴红旗;徐媚;袁力斌;;纳米碳酸钙改性纤维的制备[J];纤维素科学与技术;2012年04期

中国博士学位论文全文数据库 前3条

1 关爽;功能性纳米碳酸钙的制备及性质研究[D];吉林大学;2011年

2 甘勇;明胶基质作用下无机生物活性材料的仿生合成[D];北京化工大学;2010年

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中国硕士学位论文全文数据库 前8条

1 李玲;聚合物/纳米碳酸钙复合材料的制备及力学性能研究[D];吉林大学;2011年

2 刘雅萍;功能性复合填料的制备及应用[D];华南理工大学;2011年

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本文编号：477034