不同形态纳米碳酸钙制备及应用的研究进展-论文.pdf

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1、第33卷第5期硅酸盐通报V01．33No．52014年5月BULLETINOFTHECHINESECERAMICSOCIETYMay，2014不同形态纳米碳酸钙制备及应用的研究进展王向科，尹荔松(五邑大学分析测试中心，江门529000)摘要：本文介绍了晶形控制技术，从不同形貌角度分别对球形、针状、链锁状、立方形、片状以及无定形纳米碳酸钙的制备与应用进行了阐述与分析，并对其广阔的发展前景作了展望。关键词：纳米碳酸钙；形貌；晶体控制技术；制备与应用中图分类号：TQ132文献标识码：A文章编号：1oo1—1625(2014)05-1103-04ResearchProgressont

2、hePreparationandApplicationofDiferentMorphologyNanoCalciumCarbonateWANGXiang-ke，YINLi—song(AnalysisandTestingCenter，wuyiUniversity，Jiangmen529000，China)Abstract：Thecontroltechniqueofmorphologywasintroduced．ThepreparationandapplicationofdifferentmorphologynanoCaCO3，includingspherical，needle，

3、strep，cube，flakeandamorphouscalciumcarbonateweredescribedandanalyzedrespectively，andthebroadprospectsareputforward．Keywords~nanoCaCO3；morphology；crystalcontroltechnology；preparationandapplication1引言碳酸钙是自然界中最丰富的生物矿物之一，它化学性质稳定，生物相容性好，是一种很有前途的无机材料，目前，作为一种无机填料或颜料，已被广泛应用在橡胶、塑料、造纸、涂料、油墨、医药、化妆品等众多

4、行业⋯。而纳米碳酸钙是指特征维度尺寸在100nm以下的碳酸钙分子聚集体，其粒子尺度介于团簇分子和宏观物体交替的过渡区域，具有量子尺寸效应、小尺寸效应、表面效应和宏观量子隧道效应，在力学、光学、电学等方面表现出与普通碳酸钙所不同的或反常的物化特性，如：增韧补强性、透明性、杀菌消毒等应用方面的特殊性能。纳米碳酸钙作为一种优异的材料，它的性能取决于它的技术指标，包括形态、化学组成、粒径分布、平均粒径等，其中粒子形态是一个关键因素J。不同形态的纳米碳酸钙，其功能和应用领域不同，因此，如何通过工艺条件的控制及晶形控制剂的加入，制备不同形貌的纳米碳酸钙产品，从而提高其应用性能与附加值，仍

5、是该行业研究的热点。2晶形导向技术晶体的生成包括晶核形成与晶体生长两个阶段，有“平衡型”和“生长型”两种生长方式。“平衡型”是指从热力学角度分析，即对一定体积的粒子，其形状总是趋向于向表面能最小的晶体形貌方向发展，最后形成平衡形状。一般在自然条件下，晶体形状即是平衡形状。“生长型”是指基于各晶面的动力学参数，在晶基金项目：广东省中国科学院全面战略合作项目基金资助项目(2010B090300035)作者简介：王向科(1987一)，女，硕士研究生．主要从事纳米材料方面的研究．l104综合评述硅酸盐通报第33卷体生长阶段，生长快的晶面逐渐消失，留下生长慢的晶面形成了晶体的形貌。2．

6、1工艺导向工艺导向是指在碳酸钙形成过程中，通过调节碳化温度、搅拌速度、CO气体流速、通气方式、液相浓度等条件，来控制碳酸钙不同结晶阶段的反应速度，最终达到控制晶体大小与形貌的目的。此种导向技术得到的产品性能稳定，但其技术复杂、要求高、设备投资大，目前，日本多采用此种工艺。2．2晶形控制剂导向晶形控制剂导向是一种通过在晶体生长过程加人能够吸附在微晶晶面上的物质或者是在晶体生成中起晶核与模板作用的物质，来影响晶面生长速率的工艺。另外，晶形控制剂对晶核有稳定作用，可以决定晶核的多少，所以对碳酸钙的形貌和大小都有一定作用。如，在纳米碳酸钙的合成中，添加Mg可诱导产生针状的纳米碳酸钙，

7、添加硫酸可诱导产生立方形纳米碳酸钙。3不同形貌纳米碳酸钙的应用与制备3．1纳米碳酸钙的应用纳米碳酸钙具有的四大效应使其在应用中表现出一系列优异的性能，如将纳米碳酸钙用在外墙涂料时，涂层会显示出优异的耐水性、耐污性和抗裂强度；通过改性处理的纳米碳酸钙极具活性，光照时会产生很强的氧化性，具有杀菌消毒的功效，用在橡胶、装饰材料中，可以制成抗菌、防臭、防霉的绿色环保产品；纳米碳酸钙的介观尺寸使其表面“裸露”的原子大大增加，形成许多悬空键，因此具有很大的反应活性，这有利于与有机高聚物分子间牢固键合，使制品表面光艳