本文關鍵詞：磷酸鹽對超細碳酸鈣形貌控制作用研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：具有特定晶體形貌和粒徑分布的超細碳酸鈣作為一種功能性填料廣泛用于橡膠、塑料、造紙、油墨、密封膠、涂料等領域。而通過添加晶形控制劑,并控制碳化反應工藝條件,可以實現(xiàn)碳酸鈣形貌的特定化、規(guī)整化及粒徑的超細化,進一步提高超細碳酸鈣的應用性能。本文采用可溶性無機磷酸鹽作為晶形控制劑,探討了其對碳酸鈣形貌的控制作用,制備了針狀、單分散紡錘形和類球形的超細碳酸鈣粉體,考察了碳化反應溫度、晶形控制劑的加入時間和添加量、CO2通氣速率及Ca(OH)2懸浮液濃度等工藝條件對超細碳酸鈣形貌及粒徑分布的影響。結果表明：磷酸鹽對超細碳酸鈣的形貌控制作用包括三個方面：一是通過與體系中游離的Ca2+反應生成不溶物羥基磷灰石,減小CaCO3的過飽和度,從而促進CaCO3晶體成核；二是通過與CaCO3晶體表面的Ca2+絡合生成羥基磷灰石形成空間位阻,從而抑制碳酸鈣晶面的生長,并提高CaCO3顆粒分散性；三是通過與Ca(OH)2顆粒表面Ca2+絡合生成羥基磷灰石,包覆在其表面,抑制Ca(OH)2顆粒溶解。當溫度小于30℃,恒溫碳化反應進行至60分鐘時加入4%磷酸鹽可得到平均粒徑約0.6μm的針狀超細碳酸鈣；在起始溫度為25℃,常溫碳化反應進行至30分鐘時加入1%-2%的磷酸鹽,可制備粒徑在0.5～0.7μm,長徑比8-10,形貌規(guī)整且分散性好的針狀超細碳酸鈣。當常溫碳化反應起始溫度為40℃,反應進行至10～20分鐘時加入1.5%-2%磷酸鹽,可以制備粒徑0.7～1.0μm,長徑比4-5的單分散紡錘形超細碳酸鈣。當常溫碳化反應起始溫度為40℃,反應前添加6%磷酸鹽,可得到平均粒徑60 nm,粒徑大小均勻且分散性好的類球形納米碳酸鈣；磷酸鹽通過在Ca(OH)2顆粒表面生成羥基磷灰石,形成核殼結構,實現(xiàn)類球形碳酸鈣的制備。
【關鍵詞】：超細碳酸鈣 磷酸鹽 針狀 紡錘形 類球形
【學位授予單位】：華東理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TQ132.32
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第1章 緒論11-21
• 1.1 研究背景11
• 1.2 文獻綜述11-20
• 1.2.1 碳酸鈣概述11-12
• 1.2.2 輕質碳酸鈣的制備方法12-13
• 1.2.3 碳酸鈣的成核和生長13-14
• 1.2.4 碳化法制備碳酸鈣的影響因素14-18
• 1.2.5 超細碳酸鈣的應用18-19
• 1.2.6 磷酸鹽作為晶形控制劑的研究現(xiàn)狀19-20
• 1.3 本課題的意義及研究內容20-21
• 1.3.1 目的意義20
• 1.3.2 研究內容20-21
• 第2章 磷酸鹽對超細碳酸鈣的形貌控制作用21-29
• 2.1 引言21
• 2.2 實驗部分21-22
• 2.2.1 實驗儀器和主要材料21
• 2.2.2 實驗方法21-22
• 2.2.3 測試方法22
• 2.3 結果與討論22-28
• 2.3.1 磷酸鹽對超細碳酸鈣的形貌控制作用22-23
• 2.3.2 磷酸鹽在碳化體系中發(fā)生的化學反應23-27
• 2.3.3 溫度對磷酸鹽在碳酸鈣表面結合作用大小的影響27-28
• 2.4 本章小結28-29
• 第3章 針狀超細碳酸鈣的制備29-48
• 3.1 引言29
• 3.2 實驗部分29-31
• 3.2.1 實驗儀器和主要材料29
• 3.2.2 實驗方法29
• 3.2.3 測試方法與表征29-31
• 3.3 結果與討論31-46
• 3.3.1 恒溫碳化制備針狀超細碳酸鈣31-35
• 3.3.2 常溫碳化制備針狀超細碳酸鈣35-43
• 3.3.3 碳化過程中電導率和碳化率變化43-44
• 3.3.4 磷酸鹽對碳酸鈣晶型的影響44
• 3.3.5 產物的紅外光譜圖分析44-45
• 3.3.6 產物的熱重分析45-46
• 3.4 本章小結46-48
• 第4章 單分散紡錘形超細碳酸鈣的制備48-58
• 4.1 引言48
• 4.2 實驗部分48
• 4.2.1 實驗儀器和主要材料48
• 4.2.2 實驗方法和測試分析方法48
• 4.3 結果與討論48-57
• 4.3.1 磷酸鹽對紡錘形超細碳酸鈣的形貌控制48-49
• 4.3.2 碳化起始溫度對紡錘形超細碳酸鈣形貌的影響49-50
• 4.3.3 磷酸鹽的加入時間對紡錘形超細碳酸鈣形貌的影響50-52
• 4.3.4 磷酸鹽的添加量對紡錘形超細碳酸鈣形貌的影響52-54
• 4.3.5 CO_2通氣速率對紡錘形超細碳酸鈣形貌的影響54-55
• 4.3.6 Ca(OH)_2懸浮液濃度對紡錘形超細碳酸鈣形貌的影響55-56
• 4.3.7 石灰石中鎂離子含量對紡錘形超細碳酸鈣形貌的影響56-57
• 4.4 本章小結57-58
• 第5章 類球形納米碳酸鈣的制備58-69
• 5.1 引言58
• 5.2 實驗過程和測試分析58-59
• 5.2.1 實驗儀器和材料58
• 5.2.2 實驗方法58
• 5.2.3 測試方法表征58-59
• 5.3 結果與討論59-68
• 5.3.1 磷酸鹽對類球形納米碳酸鈣的作用方式59-62
• 5.3.2 碳化起始溫度對類球形納米碳酸鈣形貌的影響62-64
• 5.3.3 磷酸鹽的添加量對類球形超細碳酸鈣形貌的影響64-65
• 5.3.4 Ca(OH)_2懸浮液濃度對類球形納米碳酸鈣形貌的影響65-66
• 5.3.5 CO_2通氣速率對類球形超細碳酸鈣形貌的影響66-68
• 5.4 本章小結68-69
• 第6章 全文總結和展望69-71
• 6.1 全文總結69-70
• 6.1.1 磷酸鹽對超細碳酸鈣的形貌控制作用69
• 6.1.2 針狀超細碳酸鈣的制備69
• 6.1.3 紡錘形超細碳酸鈣的制備69
• 6.1.4 類球形納米碳酸鈣的制備69-70
• 6.2 主要創(chuàng)新點70
• 6.3 展望70-71
• 參考文獻71-77
• 致謝77-78
• 碩士期間發(fā)表論文情況78

【參考文獻】

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本文編號：279403