為探討影響碳酸鈣形貌的關鍵因素,以碳酸鈉和氯化鈣為原料,通過添加助劑和控制溫度、加料方式、反應時間,制備出不同形貌的碳酸鈣。用掃描電子顯微鏡測定碳酸鈣的形貌和粒徑,用X-射線衍射儀測試碳酸鈣的晶體結構,用Zeta電位儀測定碳酸鈣的Zeta電位;測定了不同形貌碳酸鈣吸附CTAB的性能,并用C80微量熱儀測定了吸附熱。結果表明:棒狀碳酸鈣為文石結構,方形碳酸鈣為方解石結構,球狀碳酸鈣為混有少量方解石的球霰石結晶,花狀碳酸鈣由方解石和球霰石組成,六邊形碳酸鈣含有方解石、球霰石和文石。球形碳酸鈣吸附CTAB性能最好、吸附熱最小,花狀碳酸鈣吸附CTAB性能最差、吸附熱最大。球形碳酸鈣吸附CTAB性能較好與其表面粗糙和吸附能壘較小相關。 

【文章來源】：化學工程. 2020,48(08)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

棒狀碳酸鈣的SEM照片

圖1 棒狀碳酸鈣的SEM照片對比實驗表明,在未添加Oπ-10的反應體系中,制備出的碳酸鈣維持了其最穩(wěn)定的方解石結構,而當添加Oπ-10后制備出的碳酸鈣轉變?yōu)閬喎�(wěn)態(tài)的文石結構。這說明Oπ-10在該反應體系中能夠有效降低碳酸鈣的表面能,使碳酸鈣維持在亞穩(wěn)狀態(tài)。Oπ-10分子不存在能與碳酸鈣反應的官能團,棒狀碳酸鈣是以Oπ-10在水中形成的棒狀膠束為模版生長而成的。在碳酸鈣成核初期,無定型碳酸鈣吸附到Oπ-10棒狀膠束上。無定型碳酸鈣轉化為文石型結構的活化能比轉化為方解石型結構小,因而優(yōu)先轉化為文石型結構。Oπ-10的含氧官能團與碳酸鈣表面的羥基之間形成氫鍵,對亞穩(wěn)態(tài)結構具有保護作用,阻止了文石進一步轉化為方解石。

圖3是制得的方形碳酸鈣的SEM照片。由圖3可以看出,方形碳酸鈣的表面光滑,平均粒徑約為8 μm。方形碳酸鈣為方解石結構,是碳酸鈣常見的3種結晶形態(tài)中最穩(wěn)定的一種。本文制備出的其他形貌的碳酸鈣中,也或多或少含有一定量的方形碳酸鈣。不添加PEG-2000也能形成方形碳酸鈣,但添加PEG-2000所制得的碳酸鈣表面缺陷更少,大小也更均勻。這可能是因為PEG-2000作為高分子表面活性劑,對碳酸鈣的晶面生長具有一定的調(diào)節(jié)作用。


本文編號：3614389