当前位置:首页 > 粉体技术 > 粉体加工技术 > 正文
一文了解多孔CaCO3的制备方法及应用
2018年01月16日 发布 分类:粉体加工技术 点击量:4997
觉得文章不错?分享到:

多孔CaCO3以其独特的内部结构、表面特性及生物相容性好等优点,广泛应用于化工、冶金、橡胶、纸张、涂料、油墨、医药、日用品等领域。随着科技的不断进步和应用领域不断发展,开发多孔CaCO3制备工艺,是目前CaCO3制备技术的新方向,会给CaCO3的应用带来新的发展机遇,进一步提升CaCO3市场发展空间和挖掘其潜在经济效益。下面小编简要介绍多孔CaCO3的制备及应用。

 

一、多孔CaCO3制备方法

 

多孔CaCO3的形貌、性能及其用途与其制备方法和工艺有着密切关系。目前,多孔CaCO3制备方法主要有模板法、乳状液膜法、共沉淀法、溶剂/水热法、凝胶结晶法等。

 

1、模板法

 

模板法主要分为软、硬模板法两种,多孔CaCO3制备主要以软模板法为主,制备得到的多孔CaCO3形貌主要为方状形、 球形等。工艺过程是

 

1)首先将选好的模板剂通过一定的方法在其表面包覆一层CaCO3,使其形成核壳结构

 

2)再通过溶剂溶解、高温煅烧或化学反应等方法将模板剂去除,最终得到中空结构粒子。

 

软模板法优点是:方法简单,不需要特殊溶剂,制备条件温和。

 

缺点是:多孔CaCO3结构可控性上较差,制备时影响因素较多,同时在煅烧除去模板剂时存在耗能严重的问题。

 

软模板法制备的多孔CaCO3SEM图片

 

硬模板剂优点是:可以制备特定形貌的多孔CaCO3。缺点是:硬模板剂在除模板时存在较大困难,致使其发展较为受限。

 

2、乳状液膜法

 

乳状液膜法是将两种互不相溶的溶剂在表面活性剂的作用下形成乳液,在微泡中经成核、聚结、团聚、热处理后得到纳米粒子。该方法主要用于制备多孔纳米CaCO3

 

乳状液膜法优点是:可以制备球形结构、花瓣状、核壳状等特殊形貌CaCO3,且粉体粒度均匀,分布范围窄。

 

 

乳状液膜法制备多孔纳米CaCO3

 

3共沉淀法

 

共沉淀法是指在电解质溶液中加入合适的沉淀剂,继而反应生成粒度小、分散均匀的沉淀。目前,研究者采用共沉淀的方法,以NaCO3CaCl2为原料,牛血清蛋白作为添加剂,同时采用乙二醇、甘油作为助溶剂,将沉淀分离、洗涤、干燥后,得到近球形多孔CaCO3粉体颗粒。

 

共沉淀法优点是:工艺简单,操作便捷。

 

共沉淀法制备多孔纳米CaCO3

 

4溶剂/水热法

 

溶剂/水热法是将CaO溶解在油酸乙醇溶液、油酸已二醇溶液或水中,采用十六烷基三甲基溴化铵、聚 N-乙烯基-2-吡咯烷酮、 PEG 等表面活性剂作为添加剂,制备CaCO3粉体。

 

溶剂/水热法:优点是:可以制备多种不同多孔CaCO3粉体,且可以防止粉体粒子之间团聚。

 

溶剂/水热法制备不同CaCO3形貌图

 

5凝胶结晶法

 

凝胶结晶法是一种获得低溶解度化合物晶体的方法,但该方法还处于开发研究阶段,技术并不完全成熟。该方法是以NaCO3CaCl2为原料制备得到相应水溶液,然后在剧烈搅拌的情况下进行等物质的量混合,得到碳酸钙的过饱和溶液,继而结晶得到产品。

 

二、多孔碳酸钙应用

 

1、药物载体

 

利用多孔CaCO3的无毒和良好的生物相容性的优点,以多孔碳酸钙作为载体,应用于药物传输,同时它还能直接作为药物应用于补钙、抑制胃酸等。

 

多孔CaCO3应用于药物传输

 

2、生物陶瓷

 

由于碳酸钙具有良好的成骨诱骨活性、生物相容性和降解性,在生物学、医药学中被广泛应用。以天然珊瑚等高碳酸钙含量天然资源为原料,采用溶剂/水热法等多种方法制备的新型多孔碳酸钙陶瓷可制成细胞支架,还可应用于骨缺损的修复及作为骨移植材料。

 

新型多孔碳酸钙陶瓷应用于骨缺损的修复

 

3、造纸工业

 

在回收纸应用中,添加多孔超细CaCO3可有效提高回收纸质量,尤其是在提高纸张白度、吸墨性和疏水性方面。因此,多孔CaCO3在造纸工业中的应用迎来新局面。

 

多孔CaCO3应用于造纸工业

   

 4、超疏水表面材料

 

超疏水材料,又称仿荷叶表面材料,是表面稳定接触角大于150°、滚动接触角小于10°的一种特殊材料,主要用于防水、防雾、防雪、防污等方面。多孔CaCO3应用于超疏水表面材料,具有耐用性、可重复性、制备简便性等明显优势。

 

多孔CaCO3应用于超疏水表面材料

 

5、制备生物传感器

 

多孔CaCO3壳聚糖复合膜,继而固定乙酰胆碱酯酶制作生物传感器。将此传感器应用在农药检测方面,具有良好的再现性与稳定性。生物传感器在临床诊断、工业控制、食品和药物分析、环境保护以及生物技术等研究中有着广泛的应用前景。

 

多孔CaCO3制备生物传感器应用于农药检测

 

6、其他应用

 

利用多孔CaCO3的高比表面积和大孔容进行有毒甲醛蒸气的吸附研究,其吸附量能达到8.2mg甲醛/g,表明多孔CaCO3也可用于有毒有害气体的处理。

 

参考文献:1、陈彰旭,辛梅华,李明春等,模板法合成碳酸钙研究进展,化工进展。

2、李枝,不同形貌轻质碳酸钙的制备及其工艺条件研究,合肥工业大学。

3、李亮,朱英杰,曹少文,碳酸钙纳米结构多孔空心微球的制备及其药物缓释性能研究,无机材料学报。


作者:李波涛

相关标签:
相关内容:
 

粉体求购:

设备求购:

寻求帮助:

合作投稿:

粉体技术:

关注粉体圈

了解粉体资讯