纳米碳酸钙制备
类球状纳米碳酸钙的制备
类球状纳米碳酸钙的制备类球状纳米碳酸钙的制备随着纳米材料的广泛应用和研究，纳米粒子的学科研究越来越活跃。
在生物医学、材料科学、能源储存和转换等领域中，类球状纳米碳酸钙的制备成为研究热点。
因此，本文将着重介绍类球状纳米碳酸钙的制备方法及其应用。
一、类球状纳米碳酸钙的制备方法目前，类球状纳米碳酸钙的制备方法主要有两种：化学合成和生物法制备。
1. 化学合成法化学合成法是通过化学反应将碳酸钙合成成类球状纳米粒子，该方法需要使用化学试剂并进行严格的实验室操作。
一般而言，化学合成法主要分为两个步骤：沉淀法与稳定化法。
（1）沉淀法：将钙离子与碳酸根离子置于反应体系中，通过加入酸或碱，使得钙离子与碳酸根离子发生反应，生成沉淀物。
其中有一种常见分解沉淀物的方法――高温水热法。
将制备好的碳酸钙沉淀物置于高压釜内进行水热处理，可得到类球状纳米碳酸钙。
（2）稳定化法：将碳酸钙分散于水或其他介质中，通过添加表面活性剂等化学品，使其能够稳定地存在于溶液中，从而制得类球状纳米碳酸钙。
2. 生物法制备生物制备法是利用微生物、植物、动物等生物体或其代谢物产生的物质合成类球状纳米碳酸钙。
与传统化学合成法相比，生物制备法更加环保、易操作，且得到的产物质量较高。
主要包括细胞外合成法、微生物发酵法和植物提取法等。
（1）细胞外合成法：将酵母、细菌等微生物细胞培养于含有钙离子和碳酸根离子的培养基中，启动微生物代谢过程并利用其外泌物中产生的物质合成类球状纳米碳酸钙。
（2）微生物发酵法：将钙离子和碳酸根离子加入到发酵培养基中，使用发酵菌（如甘露聚糖）进行发酵，同时利用发酵泥中的生物体或其代谢产物合成类球状纳米碳酸钙。
（3）植物提取法：从植物的坚硬组织部分提取出含有钙离子和碳酸根离子的物质，使用植物的细胞壁组分并通过水热处理，最终制备出类球状纳米碳酸钙。
二、类球状纳米碳酸钙的应用1. 医药领域类球状纳米碳酸钙被广泛应用于医药领域，主要是因为它们具有出色的生物相容性、可降解性、易吸附等性质。
【精品文章】常见纳米碳酸钙的制备工艺及特点简介
常见纳米碳酸钙的制备工艺及特点简介
纳米技术是当前粉体技术的热点，纳米技术和材料的研究、生产及其应用在我国已经初见成效，纳米碳酸钙是其中最具代表性的产品之一。
我国目前纳米碳酸钙的生产工艺种类较多，本文选取了几种常见的工艺技术介绍给各位读者，期望能起到一些科普和技术推广的作用。
1、夹套反应釜法
该工艺方法是将25℃以下的氢氧化钙乳液泵入碳化反应罐中，通入二氧化碳，在搅拌状态下，进行碳化反应，通过控制反应温度、浓度、搅拌速度、添加剂等工艺条件制备纳米碳酸钙。
该法因搅拌气-液接触面积大，反应较均匀，产品粒径分布较窄等，已成为近几年纳米碳酸钙生产的主要方法。
夹套反应釜法因受温度变化的影响，粒径变化频率较大，且碳酸钙生产过程中的碳化过程是一种放热反应，要保证产品细度，就要严格要求控制温度。
由于制冷设备的投入、维护费用和电能消耗相对较高。
2、乳液法
乳液法大致可分为两种: 一种是微乳液法,另一种为乳状液膜法。
微乳液法主要利用微乳液中液滴大小可控的特性, 将可溶性碳酸盐与钙盐分别溶于组成完全相同的微乳液中, 再混合反应,由于反应被控制在较小的区域内进行,因而可得到纳米级碳酸钙晶粒, 再将其与溶剂分离,即得产品。
而乳状液膜法则是利用孔径为几个微米活几十微米的膜材料作为分散介质,分散相压入到连续相中时,被微小孔膜剪切成微小粒径的液滴, 进入连续相,从而实现微米尺度的相互混合。
碳化法制备纳米碳酸钙的工业合成方法
世上无难事，只要肯攀登
碳化法制备纳米碳酸钙的工业合成方法
纳米碳酸钙的制备方法按制备过程中是否发生化学反应分为化学方法和物理方法，其中化学方法包括碳化法、乳液法、夹套反应釜法、复分解法。
碳化法是生产纳米级轻质碳酸钙的主要方法。
首先，将精选的石灰石煅烧，得到氧化钙和窖气。
然后，使氧化钙消化，并将生成的氢氧化钙悬浊液在高剪切力作用下粉碎、多级悬液分离除去颗粒及杂质，得到一定浓度的精制氢氧化钙悬浊液。
然后通入二氧化碳气体，加入适当的晶形控制剂，碳化至终点，得到要求晶形的碳酸钙浆液。
再进行脱水、干燥、表面处理，得到纳米碳酸钙产品。
碳化是整个生产工艺的核心，根据碳化反应过程二氧化碳气体与氢氧化钙悬浮液接触方式的不同，纳米碳酸钙的工业合成方法可分为间歇鼓泡法、喷雾碳化法、喷射吸收法和超重力碳化法。
间歇鼓泡法
间歇鼓泡碳化法是目前国内外大多采用的方法。
间歇鼓泡碳化法，也称釜式碳化法，是将石灰乳通过冷冻机降温到25℃以下，泵入碳化塔，通入CO2 混合气，在搅拌下进行碳化反应。
通过控制反应温度、浓度、搅拌速度、添加剂等工艺条件间歇制备纳米碳酸钙。
该法可以生产普通微细碳酸钙，但对于生产纳米级碳酸钙就需要严格控制一些工艺条件，如碳化反应温度、石灰乳浓度等，而且也相应地需对鼓泡塔做一些改进，比如加搅拌器、挡板或通过气体分布器控制等，但也存在着粒度分布不均匀，而且不易控制、粒度不够细化、批次间产品质量重现差、工业放大困难等缺点。
陈先勇等人采用间歇鼓泡碳化法，通过对碳化反应温度、灰乳密度、添加剂等因素的严格控制，成功制得粒度分布均匀、平均粒径为40nm 左右的单分散球形纳米碳酸钙产品。
多级喷雾碳化法。
纳米碳酸钙的生产工艺
工业生产技术的不断革新，给许多新型的产品生产带来可能，其中一种纳米级的碳酸钙颗粒就可运用于多个行业中去。
目前主要采用的制作工艺可以分为炭化法、连续喷雾碳化法、超重力碳化法等。
我们来一一去进行了解。
制备纳米碳酸钙的方法有物理法和化学法。
物理法就是对天然石灰石、白垩石进行机械粉碎而得到。
但是粉碎的粒度是有限的，只有采用特殊的方法和机械才有可能达到0.1μm以下。
所以生产纳米碳酸钙主要采用化学法。
（一）碳化法这种制备方法是主要的一种生产方式。
将精选的石灰石煅烧，得到氧化钙和窑气。
使氧化钙消化，并将生成的悬浮氢氧化钙在高剪切力作用下粉碎，多级旋液分离除去颗粒及杂质，得到一定浓度的精制氢氧化钙悬浮液；然后通入CO2气体，加入适当的晶型控制剂，碳化至终点，得到要求晶型的碳酸钙浆液；再进行脱水、干燥、表面处理，得到纳米碳酸钙产品。
按照碳化过程中CO2气体与氢氧化钙悬浮液接触方式的不同，可将碳化法分为间歇鼓泡碳化法、连续喷雾碳化法和超重力碳化法，以及在间歇鼓泡碳化法基础上改进的非冷冻法。
该法投资少，易于转化，为国内外大多数厂家所采用。
但是这种方法生产效率低、气液接触差、碳化时间长、粒径粗且不均匀。
（二）连续喷雾碳化法喷雾碳化法是将石灰乳用喷头喷成雾状，从塔顶喷下，将一定浓度的CO2以某一速度从塔底上升，与雾状石灰乳发生反应。
对于连续喷雾碳化，则重复进行以上过程，最后可获得粒径小于0.1μm的纳米碳酸钙。
该法生产纳米碳酸钙效率高，经济效益可观，并能实现连续自动大规模生产，另外，具有很高的科学性和技术性。
但设备投资较大。
（三）超重力碳化法利用旋转造成一种稳定的、比地球重力加速度高的多的超重力环境，极大地增加气液接触面积，强化气-液之间的传质过程，从而提高碳化速度。
同时，由于乳液在旋转床中得到高度分散，限制了晶粒的长大，即使不添加晶形控制剂，也可以制备出粒径为15~30nm的纳米碳酸钙。
纳米碳酸钙的制备及用途
一、纳米碳酸钙的制备
纳米碳酸钙的制备方法主要有碳化法、复分解法和化学气相沉积法等。其中， 碳化法是最常用的制备方法，其主要原理是在高温高压条件下，将二氧化碳气体 与氢氧化钙溶液反应生成碳酸钙沉淀。具体制备过程包括配料、搅拌、碳化、过 滤、干燥和表面处理等步骤。
为了获得高质量的纳米碳酸钙，需要注意以下几点：
纳米碳酸钙的制备及用途
目录
01 一、纳米碳酸钙的制 备
02
二、纳米碳酸钙的用 途
03
三、纳米碳酸钙的市 场现状和前景
04 四、结论
05 参考内容
随着科技的不断发展，纳米技术在各个领域的应用越来越广泛。其中，纳米 碳酸钙作为一种重要的纳米材料，具有广阔的应用前景和市场价值。本次演示将 详细介绍纳米碳酸钙的制备方法、用途及市场发展情况，以期让更多人了解这一 纳米材料的优势和应用价值。
功能性纳米碳酸钙在许多领域都有广泛的应用，例如橡胶、塑料、涂料、化 妆品和生物医学等。由于其良好的分散性和高透明度，它可以作为塑料的增强填 料和透明剂。此外，纳米碳酸钙还可以用于药物输送，如抗癌药物和疫苗的载体。
五、结论
功能性纳米碳酸钙的制备及性质研究具有重要的实际意义。其制备方法的改 进和性质的优化将进一步拓宽其应用领域，提高其使用性能。对其磁学性质和生 物相容性的进一步研究也将为纳米碳酸钙在生物医学领域的应用带来新的可能。
摘要纳米碳酸钙是一种具有重要应用价值的无机纳米材料，在橡胶、塑料、 涂料、油墨等领域得到广泛应用。本次演示总结了纳米碳酸钙的制备及改性应用 研究进展，并分析了其未来的发展趋势和应用前景。
引言纳米碳酸钙是一种由钙离子和碳酸根离子组成的无机纳米粒子，具有轻 质、高比表面积、吸油性等特性。制备纳米碳酸钙的方法主要有化学沉淀法、气 相水解法、界面沉淀法等。纳米碳酸钙经过改性处理后，可进一步提高其应用性 能，如表面改性技术、插层改性技术等。
纳米碳酸钙制备工艺分析
纳米碳酸钙制备工艺分析纳米碳酸钙（nano-CaCO3）是一种具有广泛应用前景的新型纳米材料，可用于陶瓷制品、橡胶制品、塑料制品和涂料等多个行业。
其制备工艺主要包括溶液法、加热碳化法和高压碳酸盐法。
本文将对这些制备工艺进行详细的分析。
首先是溶液法。
该方法通过将硝酸钙和碳酸钠等钙源溶解在水中，然后通过化学反应沉淀出纳米碳酸钙。
这种方法的优点是简单易行，可控性好，能够得到均一分散度较好的纳米碳酸钙颗粒。
然而，溶液法存在一些问题，如反应溶液的酸碱度、温度和搅拌速度等因素对纳米碳酸钙的形貌和颗粒大小具有较大影响，需要进行严密的实验条件控制。
其次是加热碳化法。
该方法通过将一定质量比的钙源与一定比例的碳源混合，在高温下加热反应，使其发生碳化反应生成纳米碳酸钙。
这种方法具有高效、高产出等优点，制备出的纳米碳酸钙具有较好的纯度和形貌。
然而，加热碳化法也存在一些问题，如反应条件的控制较为困难，高温容易引起固相和气相反应的竞争，而且产生的纳米碳酸钙颗粒分散性较差。
最后是高压碳酸盐法。
该方法通过将高压二氧化碳气体与钙氢氧化物反应，生成纳米碳酸钙。
这种方法具有操作简便、反应效果好等优点，制备出的纳米碳酸钙颗粒形状规整、分散性好。
然而，高压碳酸盐法也存在一些问题，如需要较高的压力和温度，设备要求较高。
总的来说，纳米碳酸钙制备工艺各有优缺点，选择合适的制备工艺需要考虑到具体应用的要求以及成本和技术条件的综合因素。
未来的研究方向可以是改进现有制备工艺，提高纳米碳酸钙的颗粒分散性和控制其形貌的技术，以满足不同应用领域对纳米碳酸钙的需求。
纳米碳酸钙的合成工艺研究
纳米碳酸钙的合成工艺研究纳米碳酸钙（Nano CaCO3）是一种颗粒尺寸小于100纳米的碳酸钙粉体材料。
与传统的微米级碳酸钙相比，纳米碳酸钙具有较大的比表面积、高反应活性、良好的机械性能和透明度等特点，广泛应用于领域，如橡胶、塑料、涂料、纺织品、食品、医药等。
本文将介绍纳米碳酸钙的合成工艺研究。
纳米碳酸钙的合成方法多种多样，常用的合成工艺包括溶液法、气相法和固相法等。
以下将分别介绍这三种常用工艺。
溶液法是一种常用的纳米碳酸钙合成方法。
一般来说，该方法通过在钙盐溶液中加入碳酸盐溶液，通过化学反应使碳酸盐与钙盐反应生成纳米碳酸钙。
在该方法中，反应温度、pH值、反应时间等条件对纳米碳酸钙的产率和粒径均具有重要影响。
较高的温度和碱性条件有利于产生较小颗粒尺寸的纳米碳酸钙。
此外，对溶液饱和度的控制也是纳米碳酸钙合成的关键。
通过合理调节溶液浓度和反应时间，可以控制纳米碳酸钙的尺寸和分布。
气相法是另一种常用的纳米碳酸钙合成方法。
该方法主要通过在高温环境下将有机碳源与氧化钙进行热解反应，生成纳米碳酸钙。
常用的有机碳源包括甲烷、丙烷等。
热解温度、反应时间和气体流速等因素对纳米碳酸钙的形貌和分布起着重要作用。
通常情况下，较高的热解温度和较长的反应时间有利于产生较小的颗粒尺寸和较窄的分布。
固相法是一种低成本的纳米碳酸钙合成方法。
该方法通过在固相条件下进行反应，使钙源和碳源在高温下发生化学反应，生成纳米碳酸钙。
常用的钙源包括石灰石和氢氧化钙，而常用的碳源包括葡萄糖、醋酸钠等。
反应温度、反应时间和原料比例等因素对纳米碳酸钙的合成具有重要影响。
较高的反应温度和较长的反应时间有利于生成较小的颗粒尺寸和较高的产率。
纳米碳酸钙的合成工艺研究主要集中在优化合成条件、控制颗粒尺寸和分布以及提高产率等方面。
例如，通过合理调节反应温度、pH值和反应时间等条件，可以获得所需的纳米碳酸钙颗粒尺寸和形貌。
此外，利用表面活性剂和分散剂等添加剂可以改善纳米碳酸钙颗粒的分散性和稳定性。
生产纳米碳酸钙的工艺流程
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1、了解碳酸钙生产的工艺流程及过程特性； 2 、了解碳化过程的特性及 pH 值和电导率随 时间的变化规律； 3、了解碳酸钙产品的有关性能参数。
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二、实验任务
1、 测定碳化过程中pH值和电导率随时间 的变化曲线； 2、 测定碳酸钙产品的性能参数。
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三、实验原理
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我国从上世纪 80年代开始研制和生产纳米碳酸钙， 80年代末实现工业化生产，由于纳米碳酸钙生产技术
含量高，国内尚未形成规模，再加上品种少，产量低，
生产工艺及设备落后，质量不稳定，迄今为止高档产
品仍主要依靠进口。目前，需求量在80000—100000t，国
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3、按照晶形可分为：纺锤形、立方形、球形、片状、针 形、棒形等。
0.5μm 图3-1 纺锤形CaCO3电镜照片 Fig.3-1 TEM of spindle nanometer CaCO3
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100nm 图3-2 立方形纳米CaCO3电镜照片 Fig.3-2 TEM of cubic nanometer CaCO3
产纳米碳酸钙因产品晶形结构不同及是否活化处理， 价格各异，价位在2000—6000元/t。由于纳米碳酸钙附 加值高（为普通碳酸钙价格的 10—20倍），且潜在市 场广阔，纳米碳酸钙已成为国内科研开发的热点，并 成为碳酸钙生产企业发展的目标 [5—9]。
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一、实验目的
纳米技术是化工材料科学领域的一个新的生长点。 由于纳米技术能显著的改善材料的物理和化学性能， 因而使材料的应用领域大大拓展。本实验以纳米碳酸 钙的制备为对象，初步探讨超细化制备技术，以达到 以下目的。
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143nm 图 3-3 链状纳米CaCO3电镜照片 Fig.3-3 TEM of chain nanometer CaCO3
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100nm 图3-5 片形CaCO3电镜照片 Fig.3-5 TEM of flake CaCO3
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100nm 图3-7 球形纳米CaCO3电镜照片 Fig.3-7 TEM of spherical nanometer CaCO3
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100nm 图3-8 棒形CaCO3电镜照片 Fig.3-8 TEM of virgulate CaCO3
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4、碳酸钙按照表面处理与否又可分为普通碳酸钙 和活性碳酸钙。活性碳酸钙是用表面改性剂对轻质 碳酸钙或重质碳酸钙进行表面改性而制得。 5、碳酸钙按照生产工艺及碳化设备，可分为间歇 鼓泡法、喷雾碳化法、喷射吸收法、超重力反应结
Ca(OH ) 2 (s) Ca 2 (aq) 2OH (aq)
CO2 (aq) OH (aq) HCO3 (aq)
2 HCO3 (aq) OH (aq) CO3 (aq) H 2O(aq)
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2 Ca 2 (aq) CO3 (aq) CaCO3 (s)
纳米碳酸钙的制备
化工专题实验
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实验导读
碳酸钙是一种重要的无机化工产品。 由于其具有价格低、原料广、无毒无害 等显著优点，被广泛应用于塑料、橡胶、 造纸、涂料、油墨、化妆品等行业，起 到增加体积、降低成本的作用，具有极 佳的经济效益。
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碳酸钙的分类
1 、按生产方法：轻质碳酸钙（是将石灰石等原料煅烧生
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该反应体系涉及气液固三相，包括化学反应、成核及晶体 生长三个步骤，是一个复杂的过程，该反应体系存在着 CO2的扩散传质和 Ca(OH)2的溶解，并存在着晶体成核与晶
体生长的竞争。
在碳酸钙的生产过程中，碳化过程是核心环节。碳化过程
是在气—液—固三相反应体系中进行的，涉及到Ca(OH)2
固体的溶解、CO2气体的吸收和CaCO3微粒的结晶等，其反
Ca(OH)2悬浮液与CO2气体进行碳化反应式， 其热化学方程式可以表示为：
Ca(OH ) 2 (s) H 2O(l ) CO2 CaCO3 (s) 2H 2O(l ) 71.18KJ / mol
根据水溶液的电离理论，该碳化反应可以按照下列 步骤进行：
CO2 ( g ) CO2 (aq)
成石灰和二氧化碳，再加水消化石灰生成石灰乳，然
后再通入二氧化碳碳化生成碳酸钙，最后脱水、干燥 和粉碎而制得）和重质碳酸钙（是用机械方法直接粉 碎天然的方解石、石灰石等而制得）。 2、碳酸钙按平均粒径又可分为：微粒碳酸钙d＞5μ m、微 粉 碳 酸 钙 1μ m ＜ d ≤5μ m 、 微 细 碳 酸 钙 0.1μ m ＜ d ≤1μ m ；超细碳酸钙 0.02μ m ＜ d ≤0.1μ m ；超微细 碳酸钙d≤0.02μ m。
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从发展情况看，国外生产及市场较为成熟。 日本在超细碳酸钙的研制、生产、应用方面处于 国际领先地位，20世纪20年代日本白石公司已经 研制出超细碳酸钙产品白燕华 CC、DD、CDD等 产品，50年代日本开始工业化生产纳米碳酸钙。 美国着重于超细碳酸钙在造纸和涂料上的应用， 美国MTI公司已经成为国际上最大的轻质碳酸钙 生产商，其中包括多种晶形的纳米碳酸钙产品。 英国侧重于高档涂料应用， ICI 公司主宰着国际 高档涂料用超细碳酸钙市场。
应过程也极其复杂。研究碳化过程，试验中采用电导率仪
晶法、超声空化法和内循环法。
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纳米碳酸钙
纳米碳酸钙一般指特征维度尺寸在纳米数量级 （ 1—100nm ）的碳酸钙颗粒 [1] ，包括了轻质碳酸钙行 业中统称的超细碳酸钙（粒径0.02—0.1μ m）和超微细 碳酸钙（粒径≤0.02μm ），是一种新型高档功能性填 充材料。它具有纳米材料所特有的性能，如体积效应、 表面效应等。普通碳酸钙用作填料仅起到增容降价的作 用，而纳米碳酸钙不仅可以起到增容降价的作用，而且 用于塑料、橡胶和纸张中，还具有补强作用。因此，纳 4]。 米碳酸钙的研制、开发，受到国内外的关注[2-