超声波对纳米碳酸钙合成过程的影响

介绍了纳米碳酸钙的制备原理和方法.探讨了在超声波存在条件下,初始碳化温度、Ca(OH)2乳液浓度、CO2流量对合成反应过程的影响.研究结果表明,超声波具有强化纳米碳酸钙合成反应过程的作用,能够改善反应体系的传质、传热效果,大大提高溶液中钙离子的过饱和度,诱导碳酸钙迅速均匀成核;在超声波的作用下,碳化过程的最高初始温度可以提高5℃,从而能够缩短合成反应时间,提高合成效率.在试验研究的基础上,利用自制的超声合成反应器,在最佳工艺条件下,稳定地制备出了20~30 nm的纳米碳酸钙粉体;实现了利用超声波进一步细化、均匀化合成纳米碳酸钙产品的目的,使制备的纳米碳酸钙产品的质量更加优化.     

纳米碳酸钙材料的工业合成与应用

该文对目前工业上生产纳米碳酸钙的方法作了较为详细的综述。对一步碳化法、两步碳化法、多段喷雾碳化法、旋转填充床碳化反应器碳化技术制备链形、纺锤形、球形、立方形等不同形状的纳米碳酸钙材料的方法进行了比较和总结。     

亚微米纺锤形超细碳酸钙的制备

采用碳化法制备亚微米纺锤形超细碳酸钙,用TEM、XRD等手段分析表征了碳酸钙粒子的形貌和结构,探讨了碳化起始温度、晶形控制剂添加量等关键工艺条件对碳酸钙形貌的影响。结果表明:在碳化起始温度为30～35℃,六偏磷酸钠添加质量分数为0.8%～1.2%时,可制备出粒径200～600nm、长径比约为4,粒径分布均匀的亚微米纺锤碳酸钙;晶形控制剂(NaPO3)6的主要作用是增加碳酸钙生长过程的空间位阻,促进CaCO3成核,抑制其生长。     

无规共聚聚丙烯中β-晶的增韧作用

为提高无规共聚聚丙烯(PPR)冲击强度,制备了庚二酸钙成核PPR和纳米碳酸钙与负载庚二酸钙的纳米碳酸钙填充PPR,采用力学性能测试方法、DSC、XRD和SEM对比研究了其力学性能、结晶性能和β-晶含量。讨论了庚二酸钙和纳米碳酸钙及其负载庚二酸钙的纳米碳酸钙对PPR冲击强度、断裂伸长率、结晶温度和β-晶含量的影响,指出采用负载型β-成核剂是提高PPR韧性的有效方法。     

电化学法原位碳化制备纳米碳酸钙的探索

本文聚焦大理石加工行业废浆的资源化利用问题,以湿法冶金萃取工艺纯化得到的氯化钙溶液为主要原料,重点探索利用电化学原位碳化的方法从氯化钙制备纳米碳酸钙,实现从固废转变成高端钙基材料的目标。研究采用电化学法+原位碳化反应的制备方法,创造适合环境,使得氯化钙与二氧化碳直接发生碳化反应。通过调控直流电压、反应温度、反应时间、晶型控制剂添加量(柠檬酸)和CO2通气速率等影响因素,研究其对生成碳酸钙形貌和粒径的影响。采用X衍射光谱(XRD)、场发射扫描电镜(FESEM)、透射电镜(TEM)分别对碳酸钙形貌、粒径及比表面积进行表征。实验结果表明,电化学原位碳化反应的较佳工艺条件为直流电压12V、反应温度20℃、反应时间3h、柠檬酸添加量5mmol/L、CO2通气速率30mL/min。该条件下可得到链状纳米碳酸钙,直径30nm,长径比(L/D)约8。利用电化学法原位碳化氯化钙可制备获得链状纳米碳酸钙,不需要外加碱,其碳化过程可表述为电化学复分解反应。     

碳化塔结构对碳酸钙晶体质量影响分析

碳化塔结构的不同,会影响在碳化反应完成后所形成的碳酸钙晶体质量,本文针对不同结构的碳化塔进行了介绍并提出结构的改进措施,分析了其结构的差异和变化对碳化反应生成物碳酸钙质量的影响,通过对碳化塔结构的设计和改进,为工业化生产制备碳酸钙中,获取不同规格和品质的碳酸钙提供依据.     

纳米碳酸钙的粒度对热分解活化能的影响

利用热分析仪测定了不同粒径纳米碳酸钙的热分解曲线,分别采用Achar方程和Coats-Redfern方程对热重数据进行了拟合,得到了不同粒径纳米碳酸钙的表观活化能,讨论了粒度对表观活化能的影响规律.研究结果表明,纳米碳酸钙热分解反应属于Avrami-Erofeev的成核与生长为控制步骤的反应机理,其热分解反应的表观活化能随着粒径的减小而降低,并且表观活化能与粒径的倒数呈线性关系.     

纳米碳酸钙合成专利技术分析

目前国内公开的技术中纳米碳酸钙大多是以石灰石为主要原料生产的,采用碳化法将优选石灰石高温煅烧,得到氧化钙和二氧化碳,然后氧化钙和水反应,生成精制氢氧化钙悬浮液;然后通入气体,陈化一段时间,抽滤、干燥、粉碎,得到碳酸钙产品。碳酸钙的粒度和晶型是由碳化过程中决定,碳化法得到的样品质量好,成本低,是目前国内外生产纳米碳酸钙最常见的方法。     

纳米碳酸钙制备的研究

采用鼓泡碳化法，详细研究了反应温度、反应物浓度、搅拌转速等因素对碳酸钙产品平均粒径的影响，优化了制备纳米碳酸钙的工艺条件，制得了平均粒径为30～50nm的纳米碳酸钙产品，并用透射电子显微镜和粉末X射线衍射仪对产品粒子进行了表征．     

间歇鼓泡碳化法制备立方形纳米碳酸钙工艺条件优化

【目的】探讨制备晶型均一且粒度分布窄的立方形纳米碳酸钙的最优工艺条件。【方法】采用改进的间歇鼓泡碳化法优化制备立方形纳米碳酸钙工艺,研究碳化温度、Ca(OH)2浓度、CO2流率、晶型控制剂(NaPO3)6用量及加入时间、搅拌速率等因素对碳化反应时间及纳米碳酸钙粒径的影响,并对所制备的纳米碳酸钙进行粒度分布、FESEM和XRD表征。【结果】合成立方形纳米碳酸钙的最优工艺条件:在碳化温度10℃,Ca(OH)2初始浓度为3.8%(W/W),CO2流率为300mL·min-1,搅拌速率800r·min-1,碳化反应开始后5min加入2%(NaPO3)6(占CaCO3理论产量的质量百分数)时,制备出粒径约为40nm且粒度分布均匀的立方形纳米碳酸钙。XRD结果表明,所制备的纳米CaCO3为方解石六方晶系。【结论】本方法操作简单且无需二次碳化,产品重复性好。     

超细CaCO_3合成过程中的形态控制

利用电导率仪及pH计跟踪Ca(OH)_2碳化反应过程。研究结果表明:高浓度Ca(OH)_2悬浮液吸收CO_2形成CaCO_3的过程中,反应前期过程速率受CO_2吸收控制,反应末期受Ca(OH)_2的溶解控制,其中吸收控制为整个过程的关键步骤。利用TEM及X衍射分析研究了超细CaCO_3的成核生长机理,探讨了CaCO_3粒子均相成核形成非晶态CaCO_3,并与Ca(OH)_2结合形成线性中间体,而后转变成方解石晶型CaCO_3粒子的过程。考察了添加剂的作用机理,提出添加剂能促进CaCO_3粒子的成核过程,阻止粒子的凝并生长。实验成功地合成出不同形态的超细CaCO_3粒子。     

纳米碳酸钙颗粒表面接枝聚合甲基丙烯酸甲酯的结构及机理分析

通过甲基丙烯酸甲酯（MMA）的自由基聚合实现了纳米碳酸钙表面聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）接枝改性,对碳酸钙表面接枝的PMMA进行了分析表征,并对接枝改性机理进行了探讨。MMA接枝聚合改性纳米碳酸钙粒子的红外分析和碳酸钙表面接枝聚合物的。H-核磁分析表明：甲基丙烯酸甲酯聚合在纳米碳酸钙的表面;凝胶渗透色谱分析表明：碳酸钙表面接枝的PMMA相对分子质量大于MMA水相均聚物,而且分子量分布较均聚物宽;随着MMA单体用量的增加,纳米碳酸钙表面PMMA接枝率增加,接枝密度增加,但PMMA在纳米碳酸钙表面的接枝聚合度基本不变。     

纳米碳酸钙增韧聚氯乙烯复合材料的微结构及界面行为

选择微米、亚微米和纳米级碳酸钙增韧聚氯乙烯复合材料,研究了填料粒度对聚氯乙烯（PVC）复合材料微观结构、材料力学性能及界面行为的影响。结果发现少量CaCO3填充PVC复合材料使体系的加工流动性变好,大粒径颗粒填充PVC复合材料的流动性能更好。纳米CaCO3／PVC复合材料断面出现大量的拉丝结构。采用纳米CaCO3填充PVC可使材料产生脆韧转变,显著提高PVC复合材料的韧性;微米CaCO3对PVC基本上没有增韧作用,拉伸强度随着填充量的增加而下降,而且粒径越大拉伸性能下降的趋势也越大。引入了TPT方程的半经验参数B对不同粒径的CaCO3填充PVC复合材料的界面粘接情况进行定量描述,发现碳酸钙颗粒粒径越小,界面作用越大。     

改性纳米CaCO3对RTV硅密封胶性能的影响

将湿法改性得到的活性纳米CaCO₃应用于RTV硅密封胶中，扫描电镜测试结果表明，改性的碳酸钙能够在RTV硅密封胶中达到很好的分散,活性CaCO₃-RTV硅密封胶体系黏度低，因而有较好的加工性能；经过改性的纳米CaCO₃能够极大地提高RTV硅密封胶的机械性能，其中拉伸强度提高300%，断裂伸长率提高100%,扯断伸长率没有明显变化。     

Synthesis of CaCO3 crystals using hydroxypropylmethyl cellulose hydrogel as template

Calcium carbonate crystallization was performed in hydrogel of hydroxypropylmethyl cellulose (HPMC). Results showed that the polyhydroxy functionalities in HPMC gel network facilitated the nucleation of aragonite which was not found in experiment without HPMC hydrogel and in experiment using methylcellulose (MC) hydrogel as template. On the other hand, due to the unique assembly of the macromolecules in HPMC hydrogel network, which was different from other hydrogels used in some previous reports, particular crystal morphology, corncob-like CaCO_3, was obtained for the first time.     

鳌合剂对溶胶凝胶制备纳米羟基磷灰石的影响

采用硝酸钙(Ca(NO3)2.4H2O)、磷酸三甲酯(PO(CH3O)3,简称TMP)作为钙与磷的先驱体,用溶胶凝胶法合成纳米羟基磷灰石粉体.探讨了工艺过程中添加乙二醇、柠檬酸、甘氨酸三种鳌合剂对粉体制备及其特性的影响.实验结果表明,在合适配比下,鳌合剂的加入影响干凝胶的形态,并促使碳酸钙晶相出现.柠檬酸和甘氨酸会改变体系pH值,影响酯的水解反应,同时通过鳌合作用及表面电荷作用影响粉体粒径.研究表明甘氨酸是低温下制备纳米羟基磷灰石粉体合适的鳌合剂.     

添加剂的结构对镍电结晶的影响

采用循环伏安法研究了糖精、丁炔二醇和香豆素对镍电结晶过程的影响。无论Wstts 液中含不含上述添加剂,镍的电结晶均同于“不可逆和复杂的”过程,分别由不同的三维成核和晶核生长的动力学所引起。根据 Bosco 和Rangarajan 提出的成核/生长模式进行拟合,发现在不含、只含香豆素和同时含上述三种添加剂的 Watts 液中,电结晶遵循连续成核和生长的机理,而在含糖精,丁炔二醇或两者兼有的镀液中,则按瞬时成核/生长方式进行。还就三种添加剂的结构特征和吸附能力讨论了它们对成核和生长规律的影响。     

添加剂对水合物蓄冷过程影响探讨

水合物蓄冷技术应用的关键是水合物的快速成核与生长。探讨了多孔介质、醇、电解质、表面活性剂、纳米颗粒等影响水合物结晶成核诱导时间、生长速度和蓄冷密度等关键因素。通过合适的添加剂制成乳液和纳米乳液,降低了水合物成核诱导时间,减少了水合物形成过冷度。纳米乳液中水合物可在静态系统中蓄冷。     

CO2释放对碳酸钙过饱和溶液析晶过程的影响

建立了碳酸钙过饱和溶液析晶动力学过程的双参数测量系统 ,该系统可监测碳酸钙析晶速率 ,同时能实时计算CO2 释放速率 ,以用于定量研究溶液中CO2 气体向大气释放对碳酸钙过饱和溶液自发沉淀过程的影响 .研究结果表明 ,碳酸钙析晶过程不是一个孤立过程 ,而是伴随有CO2 气体向大气释放的过程 .这 2个过程彼此影响 :CO2气体的释放使溶液 pH上升 ,从而促使CaCO3 析出 ;而CaCO3 的析出改变了溶液中总碳浓度和总钙浓度的比值 ,从而改变了CO2 的析出速率 .实验获得的可重复的定量数据证实CO2 释放和CaCO3 析晶是不可分割的统一过程 .     

某些添加剂对镍在玻璃碳上电结晶的影响

用阶跃电位法研究了光亮镍Watts镀液中添加剂:糖精、丁炔二醇和香豆素,对镍在玻璃碳上沉积初始阶段的影响.结果表明,在不含添加剂的该电解液,镍电结晶的初始阶段按连续成核的三维生长机理进行;分别或同时含有糖精和丁炔二醇时,则按瞬时成核的三维生长机理进行.糖精或丁炔二醇促进成核过程而阻化晶核的生长,这两种添加剂同时存在时则对成核和三维生长都起促进作用;添加香豆素或者同时添加三种添加剂不改变成核和生长的方式,但香豆素对成核过程和晶核生长都起着促进作用,而三种添加剂混用则对成核和生长过程起着阻化作用.本文采用Fleischmann等人郝二建模型.