【摘要】：晶體是自然界生物體和地質體系的重要組成部分,晶體不僅擁有美麗的外表,還具有重要的工業(yè)用途。CaCO_3在晶體研究中占有非常重要的地位,是自然界最為豐碩的礦物之一,CaCO_3生產以及合成工藝簡單并且具有高度的穩(wěn)定性等特點成為了國內外研討的熱點,在多個領域均取得了廣泛的應用研究。CaCO_3晶體的生長機制、晶相晶型的調控以及形貌和生長取向具有重要的研究意義和工業(yè)價值。本文利用CaCl_2和(NH_4)_2CO_3為原料,采用氣體擴散法制備了CaCO_3顆粒。并選用SDBS(十二烷基苯磺酸鈉)作為模板劑,研究溶液中不同濃度SDBS對CaCO_3結晶行為及形貌特征的影響。采用SEM、XRD、FT-IR等表征手段對所制備的CaCO_3樣品形貌、結晶特征等進行了表征。結果顯示,當溶液中不添加SDBS時,CaCO_3樣品主要為方解石型晶體,呈現(xiàn)規(guī)則菱形六面體形貌;當溶液中添加SDBS時,CaCO_3樣品主要以球霰石型晶體存在,呈現(xiàn)球形形貌特征。通過在溶液中添加SDBS可以改變CaCO_3的結晶特征和形貌特征。添加SDBS超過CMC(臨界膠束濃度)時,SDBS在溶液中形成膠束,由于正負電荷相互作用吸引Ca~(2+)向球形膠束表面富集,在CO_3~(2-)達到過飽和后生成碳酸鈣。SDBS在CaCO_3生長過程中起到了模板作用,吸附在顆粒表面抑制方解石沿(001)面成核,從而誘導球霰石優(yōu)先形成,生成的球狀CaCO_3顆粒粒徑均勻,分散性好。這說明在溶液中添加SDBS可以改變CaCO_3的結晶生長方式。隨著溶液中SDBS濃度增加,所生成的CaCO_3樣品中球霰石型晶體相對含量逐漸增加。當SDBS濃度為1.2×10~(-3) mol·L~(-1)時,樣品中幾乎全部為球霰石型晶體。繼續(xù)增加溶液中SDBS濃度,由于膠束形態(tài)改變和穩(wěn)定性變差,樣品中亞穩(wěn)態(tài)的球霰石型晶體向穩(wěn)定的方解石型晶體轉變,球霰石型晶體相對含量逐漸減少,并呈現(xiàn)花形、六邊形和紡錘形等多種形貌特征。綜上所述,本文探討了CaCO_3晶體生長的規(guī)律以及晶體類型,研究了SDBS作為模板調控下球狀CaCO_3的結晶生長機理,為制備出優(yōu)質的CaCO_3產品提供了指導,為CaCO_3的工藝發(fā)展提供了新的思路。
【圖文】：

這種制備碳酸鈣的方法在常溫常壓下即可進行，結晶過程易于觀單可控，目前已經是實驗室結晶研究的理想手段之一[40-41]。.3 表面活性劑模板.3.1 表面活性劑的結構表面活性劑應用廣泛，不同結構的表面活性劑具備不同的性能和用途。因面活性劑一直得到廣泛的關注[42-43]。在表（界）面上的吸附和在溶液內部的是表面活性劑最根本的性質，吸附和自聚這兩個性質使表面活性劑擁有極其的能力。如圖 1.1 所示，非極性基團和極性基團是組成表面活性劑分子的兩團。烴鏈通常構成表面活性劑分子非極性基團的部分，非離子或兩性也可以子（陽離子/陰離子）通常構成表面活性劑分子極性的部分[44-45]。

體生長的調節(jié)劑，它起到了很好的調節(jié) CaCO3形貌生長，，結晶聚集的作用，是制備 CaCO3的理想調節(jié)劑[47-48]。例如膠束[49]、反膠束[50]、微乳液[51]等，它們可有效調控材料的晶型和形貌。X.F.Zhan[52]等使用十二烷基苯磺酸鈉(SDBS)作為添加劑，采用復分解反應法，制備得到了新穎形貌的海膽狀文石相碳酸鈣。1.3.2 表面活性劑在界面上的吸附吸附是指物質在界面上富集。由于表面活性劑分子由極性基團部分與非極性基團共同組成，這種兩親特性使表面活性劑分子相對于其他分子更易在界面上發(fā)生富集而定向排列吸附在界面體系上。如圖 1.2 所示，從表面活性劑的極性基團部分與非極性基團結構來看，吸附在體系界面的表面活性劑分子，憎水基朝向空中，親水基朝向水下。
【學位授予單位】：吉林大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：O614.231

【參考文獻】

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本文編號：2642355