模拟生物矿化制备球形碳酸钙粒子及表征.pdf

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1、化学工程师ChemicalEngineer2012年第09期文章编号：1002—1124(2012)09—0013—03：科：研与：模拟生物矿化制备球形碳酸钙：开发赵丽娜，王悦，刘冬雪，陈璐，冯晓旭(吉林师范大学化学学院。吉林四平136000)摘要：模拟生物矿化原理，以磷酸酯(DDP)作为有机质，采用碳化法制备了具有球形CaCO，粒子。通过场发射扫描电子显微镜(FEsEM)、x射线衍射仪(XRD)、傅立叶红外光谱仪(Fr—IR)、热重(TGA)及活化指数等检测手段对所得CaCO粒子的形貌、晶型及性能进行了表征。关键

2、词：模拟生物矿化；球形；碳酸钙；表征中图分类号：0647文献标识码：ABiomimeticpreparationandcharacterizationofsphericalCaC03particlesZHAOLi-na，WANGYue，LIUDong-xue，CHENLu，FENGXiao-xu(CollegeofChemistry，JilinNormalUniversity，Siping136000，China)Abstract：Inthework，thedendrite-shapedaragoniteCaCO3

3、particleshavebeenpreparedbiomimeticallyviathecarbonationrouteinthepresenceofDDP．Theas—preparedproductswerecharacterizedwithFESEM，XRD，FT—IR．TGAandtheactiveindex．Thepossiblegrowthmechanismofthedendrite—shapedaragoniteparticleswasdiscussed．Keywords：biomimeticsynt

4、hesis；spherical；calciumcarbonate；characterization碳酸钙(CaCO)是一种优质廉价的无机填料，1-1试剂由于球形碳CaCO体具有良好的分散性、平滑性和CaO(A．R．)；磷酸~(DDP)(自制)；CO气体(工流动性，在涂料、橡胶、造纸、医药、食品以及仿生材业纯)；蒸馏水(实验室自制)。料等工业领域的应用一直受到人们的关注1。多年1．2模拟生物矿化原理制备球形CaCO粒来工业上制备CaCO，一般采用碳化法，即以ca子(OH)：悬浊液和CO气体为主要原料进行碳化反应将一定

5、量CaO消化成Ca(OH)悬浊液。(1)有制得；同时也可以水溶性钙盐和碳酸盐进行复分解机质的预组织：配制一定浓度DDP溶液，80~C温度反应制得。目前，研究者多数利用可溶性盐类的复下强力搅拌形成有机基质的有序体系；(2)有机一分解反应，模仿生物体内的文石形成过程来制备文无机界面的分子识别：在形成的有机DDP有序体系石晶体，此法工艺比较复杂，反应速度缓慢，难于实与上述Ca(OH)：悬浊液充分混合；(3)生长调制：以现工业化。0．1L·min一流速从反应器底部通入CO气体进行碳本文模拟生物矿化的原理，采用传统的碳化化反

6、应至溶液的pH值为7时，停止反应。将所得白法，以磷酸酯(DDP)作为有机质，制备球形CaCO，色沉淀进行过滤，并用蒸馏水反复洗涤，于烘箱干粒子，并对其结构和性能进行了表征。这一研究将燥，备用。为CaCO的工业化开辟新的途径。1．3产物表征产物的形貌测定在JSM一6700F高分辨扫描电1实验部分子显微镜(FESEM)上进行。产物的晶型通过SHIMADZUXRD一6000型x射线衍射仪完成(cu—Ko【靶，20=20—60。，以4。·min的扫描速度)。收稿日期：2012—07一l6红外光谱分析利用NicoletImp

7、act410型FT—IR傅基金项目：吉林师范大学科研项目资助(10270)立叶红外光谱仪进行(KBr压片，扫描波数范围为作者简介：赵丽娜(1975一)，女，博士，副教授，从事功能材料物理化400～4000cm)。所得CaCO，粉体的热重分析由学研究。14赵丽娜等：模拟生物矿化制备球形碳酸钙粒子及表征2012年第9期MehtlerToledoTGA／SDTA851e热分析仪完成(升温速度为10℃·min～，空气气氛，流速为80mL·min～，温度范围为50～900~C)。堡暖2结果与讨论蝌2．1FESEM分析图1为所

8、得CaCO，粉体的FESEM照片。渡数／cm-图3所得CaCO粒子的Fr—IR谱图Fig．3Fr—IRspectrumoftheobtainedCaCO3由图3可知，出现在1417、865和71lcm处的是CaCO，的特征吸收峰，而添加DDP后在2942和2872cm处出现的吸收峰为所得CaCO粒子的亚甲基(H—C—H)的非对称和对称振动峰[61。由此看来，