發(fā)布時間：2020-04-27 14:32

【摘要】：晶體是自然界生物體和地質(zhì)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(chǎn)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(nèi)外研討的熱點,在多個領(lǐng)域均取得了廣泛的應(yīng)用研究。CaCO_3晶體的生長機(jī)制、晶相晶型的調(diào)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(kuò)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(jié)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(jié)晶特征等進(jìn)行了表征。結(jié)果顯示,當(dāng)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(dāng)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(jié)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(fù)電荷相互作用吸引Ca~(2+)向球形膠束表面富集,在CO_3~(2-)達(dá)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(dǎo)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(jié)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(dāng)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(zhuǎn)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(diào)控下球狀CaCO_3的結(jié)晶生長機(jī)理,為制備出優(yōu)質(zhì)的CaCO_3產(chǎn)品提供了指導(dǎo),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(jìn)行，結(jié)晶過程易于觀單可控，目前已經(jīng)是實驗室結(jié)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(jié)構(gòu)表面活性劑應(yīng)用廣泛，不同結(jié)構(gòu)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(guān)注[42-43]。在表（界）面上的吸附和在溶液內(nèi)部的是表面活性劑最根本的性質(zhì)，吸附和自聚這兩個性質(zhì)使表面活性劑擁有極其的能力。如圖 1.1 所示，非極性基團(tuán)和極性基團(tuán)是組成表面活性劑分子的兩團(tuán)。烴鏈通常構(gòu)成表面活性劑分子非極性基團(tuán)的部分，非離子或兩性也可以子（陽離子/陰離子）通常構(gòu)成表面活性劑分子極性的部分[44-45]。

體生長的調(diào)節(jié)劑，它起到了很好的調(diào)節(jié) CaCO3形貌生長，，結(jié)晶聚集的作用，是制備 CaCO3的理想調(diào)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(diào)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(fù)分解反應(yīng)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(zhì)在界面上富集。由于表面活性劑分子由極性基團(tuán)部分與非極性基團(tuán)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(tuán)部分與非極性基團(tuán)結(jié)構(gòu)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(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：O614.231

【參考文獻(xiàn)】

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1 肖志夏;朱艷麗;趙勇;邢家超;焦清介;;NiCl_2晶體生長的數(shù)值模擬[J];高等學(xué)�；瘜W(xué)學(xué)報;2015年12期

2 韓峰;李艷麗;鄶俊強(qiáng);;以12-3-12/SDS混合系統(tǒng)為模板合成碳酸鈣-環(huán)糊精復(fù)合材料[J];功能材料;2015年11期

3 韓峰;潘君揚;鄶俊強(qiáng);;以雙子表面活性劑模板合成碳酸鈣-環(huán)糊精復(fù)合材料[J];無機(jī)鹽工業(yè);2015年06期

4 陳銀霞;趙改青;王曉波;;聚合物控制碳酸鈣晶型、形貌的研究[J];化學(xué)進(jìn)展;2009年Z2期

5 徐旭榮;蔡安華;劉睿;潘海華;唐�？�;;生物礦化中的無定形碳酸鈣[J];化學(xué)進(jìn)展;2008年01期

6 王琳,張路,楚艷蘋,趙濉,俞稼鏞;多支鏈烷基苯磺酸鈉水溶液的表面性質(zhì)[J];物理化學(xué)學(xué)報;2004年12期

7 鄭燕青,施爾畏,李汶軍,王步國,胡行方;晶體生長理論研究現(xiàn)狀與發(fā)展[J];無機(jī)材料學(xué)報;1999年03期

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1 王成毓;功能性納米碳酸鈣的仿生合成及表征[D];吉林大學(xué);2007年

本文編號：2642355