第五讲：纳米碳酸钙的制备及其应用资料
利用超重力反应结晶法可以制备平均粒度为15～ 40nm，粒度分布较窄的碳酸钙产品，且碳化反应时间大 大缩短。
图5
图6
国际上首条超重力法合成纳米 粉体材料工业生产线—1997年
年产量：
1997年， 40 t/a
各种工艺因素对纳米碳酸钙粒度的影响
——鼓泡碳化法
产品粒度 /nm 反应时间 /min 产品粒度 /nm 反应时间 /min
250
产品粒度 反应时间
200
150
100
60 250
50 200
40 150
30 100
60
产品粒度 反应时间 50
40
30
50
20
6
8 10 12 14 16
CO2流量 /(m3/h·kgCa(OH)2)
通过强化料浆的搅拌、剪切及实施汽泡的细化，提高 了传质效率及气液接触，加快了反应速度，缩短了碳化 反应时间，一般情况下碳化反应时间可在45分钟之内完 成。
——高剪切碳化法的特点
产品粒度均匀，立方体纳米碳酸钙颗粒平均粒径：30～50nm；美 国太平洋工程公司当时 要求是30±5nm的粒级产率要达到90％。
——膜分散微结构反应器的特点（1）
（1）设备体积小,单台设备尺寸1200×500×200mm,最多可以6台 设备层层并联，单台反应器产量达到400t/a；
（2）无传动设备、效率高、能耗低，气体利用率高，单台设备造价 仅万元左右，二氧化碳的利用率在60％左右；
（3）可以大规模制备30～60nm粒经分布均匀且大小可控的碳酸钙 颗粒；
60
250
产品粒度
反应时间
50
200
40 150
100
30
50 10
15
20
25
温度 /℃
20 30
图1 反应初始温度对产品 粒度和反应时间的影响
60 250
产品粒度
50
反应时间
200
40 150
100
30
50 2
20
4
6
8
10
Ca(OH)2浓度 /%
图2 Ca(OH)2浓度对产品 粒度和反应时间影响
——高剪切碳化法制备的纳米碳酸钙
图8
图9
图8 、图9为高剪切碳化法制备的立方型纳米碳酸钙
——高剪切碳法化合成反应器
图10 图10 为高剪切碳法化合成反应器
特点： （1）强烈搅拌，高度剪 切，强化混合，加速反应； （2）汽泡微细，充分弥 散，增加了气－液相间的 接触面积,气液混合均匀， 增加结晶中心；
链状纳米碳酸钙单颗粒平均粒径：10～30nm;长径比5～10； 产品纯度和白度高（产品白度平均97％），美国太平洋工程公司要
求白度98％以上，后来考虑到实际的生产情况，没有签订98％以上 白度的合同，实际上美国公司的检查结果是98.3%; 碳化反应时间比传统工艺明显缩短，在45分钟之内即可完成。
专利：ZL 01 241020.9 ZL 02 2 11817.9
河南科力新材料股份有限公司
三、纳米碳酸钙的制备方法（4）
（4）膜分散微结构反应器制备纳米碳酸钙 清华大学化学工程联合国家重点实验室、山东盛大 科技股份有限公司联合，用微孔膜分散法强化多相传递 过程的新技术，研制了膜分散结果反应器用于纳米碳酸 钙的制备。 在膜分散微结构反应器中，用孔径为几个微米或几 十个微米的膜材料作为分散介质，将待分散相通过压力 压入到连续相中，待分散相通过微小膜孔道被流动的连 续相剪切成微小粒径的汽泡或液滴，进入连续相，实现 微米尺度的相间混合，大大增加了相间的表面积，使得 传质通量得到很大程度的提高，促进反应的进行。
图3 CO2流量对产品粒度 和反应时间影响
Hale Waihona Puke 50200 100 200 300 400 500 600
搅拌速度 /(r/min)
图4 搅拌速度对产品粒度 和反应时间影响
三、纳米碳酸钙的制备方法（2）
（2）超重力碳化法 进行用反C应a(O制H备)2立和方CO形2纳在米超碳重酸力钙反。应旋转填充床反应器中
2000年，3000t/a
图7
2001年，10000t/a
图5、图6、图7 为国际首条万吨级超重力法纳米碳酸钙生产线—2001年
三、纳米碳酸钙的制备方法（3）
（3）高剪切碳化法 东北大学矿物材料与粉体技术研究中心经多年系统研
究，开发了高剪切碳化法制备纳米碳酸钙的方法；并成 功地在河南许昌建成了年产纳米碳酸钙15000吨的工业化 生产厂。目前产品占有国内密封胶市场的40～50％。拥 有一项发明专利，两项实用新型专利。
控制料浆的浓度、温度，并加入粒度和晶形控制剂而得到 的超细碳酸钙产品。
特点： 生产效率低，气液接触差，碳化时间长，产品粒 度不均匀，有时会在反应中产生包裹现象，最终导致产品 返碱，影响产品质量。
各种工艺因素对纳米碳酸钙粒度的影响
——鼓泡碳化法
产品粒度 /nm 反应时间 /min 产品粒度 /nm 反应时间 /min
（4）工艺与生产过程简单，不需晶型控制剂、碳化过程无需冷冻。
——膜分散微结构反应器的特点（2）
（5）非冷冻法纳米碳酸钙制备技术
采用间歇鼓泡碳化法，在不改变装置设备的情况下，通过 陆续加入配置的多种分散剂的方法，在碳化塔内与浆液一起反 应，取消了冷冻系统，减少了能耗，降低了生产成本。
这种方法具有以下特点： a. 碳化在常温下进行，能耗低、投资小、生产成本低； b. 产品粒经通过调整分散剂配方和使用量调控，操作容易； c. 干燥前的表面处理，既可以防止纳米粒子在干燥阶段的吸
纳米碳酸钙的制备及其应用
东北大学矿物材料与粉体技术研究 中心
一、概述
碳酸钙是一种重要的, 用途广泛的非金属矿物， 是国内外产量及用量最大 的填料。 目前，世界碳酸钙粉体的 总生产能力为4600万吨/年， 其中重质碳酸钙3000万吨/ 年,轻质碳酸钙1600万吨/年。 中国是世界上碳酸钙生产 大国，也是消费大国。中 国重质碳酸钙的生产能力 为500万吨/年，轻质碳酸 钙生产能力400万吨/年。
二、碳酸钙粉体种类
1、通过对天然矿物细磨获得的碳酸钙粉体，称为 重质碳酸钙；
2、通过化学反应获得的碳酸钙粉体称为轻质碳酸钙， 轻质碳酸钙的粒度小于100纳米时称为纳米碳酸钙。
3、若用表面改性剂对轻质碳酸钙或重质碳酸钙进行 表面改性而制得得产品称为活性碳酸钙。
三、纳米碳酸钙的制备方法（1）
1. 间歇碳化法 （1）鼓泡碳化法 普通轻质碳酸钙——均采用鼓泡碳化法生产。 纳米碳酸钙是在普通轻质碳酸钙生产的基础之上，通过
纳米碳酸钙的制备及用途
还可部分取代白炭黑与钛白粉等昂贵材
料。硬脂酸及其盐类在纳米碳酸钙的表面
改性及增加橡胶和钙离子表面的湿润度方
面有重要作用。
2.2 塑料工业
纳米碳酸钙在塑料中可增加塑料体
积,降低产品成本,提高塑料的尺寸稳定
性、硬度和刚性,改善塑料的加工性能,提
高耐热性,改进塑料散光性[3]。由于纳米碳
燥的CO从塔底通入,通过扩散作用均匀
的分散在(2) 塔中,通过逆流,气液两相充分接
触,瞬时发生反应。由于气液接触充分,且
可以连续生产,因而制得的产品晶形稳定,
产量高,但与Βιβλιοθήκη 同时带来了成本高,能耗大 及喷嘴易堵塞的缺点。
1.2.3 超重力碳化法
超重力碳化技术是指氢氧化钙乳液在
超重力反应器中通过高速旋转的填料床
下,间歇地通入CO,以制备所要求的产品。
此方法操作简便,成(2) 本低,但生产效率低,
气液接触差,因而晶形不易控制,导致不同
批次重现性差。
1.2.2 连续喷雾碳化法
此方法的主要步骤是:将精制的石灰乳浆液配置成所需浓度,加入适量的添加剂,充分混匀后泵入喷雾碳化塔顶部雾化
器中[3],雾化成的微小的雾滴;同时混合干
酸钙粒径小,因而可以填充到塑料中的气
泡和空隙中,从而提高塑料的均匀程度。
同时纳米碳酸钙添加到聚乙烯中对增加韧
性起到较大作用。因而被广泛用于聚氯乙
烯、聚丙烯塑料等聚合物中。
2.3 涂料工业
主要应用于水性涂料,它可以提高其
柔韧性、硬度以及光泽度;并具有良好的
防沉降作用。利用其存在的“蓝移”现象,
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。
纳米碳酸钙超重力法
纳米碳酸钙超重力法纳米碳酸钙的超重力法是一种制备技术，通过利用高速离心力和超重力环境，实现物质组分的分离和纯化。
在这种技术中，含有碳酸钙前体物的水溶液在远超于地球重力场的条件下进行离心分离操作，形成具有纳米级别粒径的碳酸钙。
这种制备方法具有较好的分散性和表面活性，且能保证所有晶核具有相同的生长时间，使产物浓度空间均匀分布，满足较高的产物过饱和度。
在橡胶工业中，纳米碳酸钙作为一种重要的填充剂，具有广泛的应用。
它可以提高橡胶的力学性能、热稳定性和阻隔性，改善橡胶制品的加工流动性和耐老化性。
此外，纳米碳酸钙在塑料、涂料、油墨等高分子材料中也有广泛应用，可以提高材料的力学性能、耐热性、阻隔性、透明性和加工流动性等。
超重力法制备纳米碳酸钙的优点：超重力法制备纳米碳酸钙具有许多优点。
首先，该方法可以在常温常压下进行，避免了高温高压对设备的高要求，降低了生产成本。
其次，超重力法可以快速地完成碳酸钙的成核和生长过程，缩短了生产周期。
此外，超重力法可以获得高纯度的纳米碳酸钙，减少了后续处理和提纯的步骤。
最重要的是，超重力法可以精确控制纳米碳酸钙的粒径和形貌，使其满足不同应用领域的需求。
超重力法制备纳米碳酸钙的应用前景随着科技的不断发展，纳米碳酸钙的应用领域也在不断扩展。
在橡胶工业中，随着绿色轮胎的发展，对纳米碳酸钙的需求量不断增加。
在塑料行业中，随着人们对环保意识的提高，使用可降解的塑料制品已成为趋势，这需要大量的纳米碳酸钙作为增韧剂和增强剂。
此外，纳米碳酸钙在涂料、油墨、化妆品等领域也有广泛的应用前景。
超重力法制备纳米碳酸钙具有良好的应用前景。
首先，超重力法可以制备出高纯度、高分散性的纳米碳酸钙，满足不同领域对材料性能的要求。
其次，超重力法可以精确控制纳米碳酸钙的粒径和形貌，使其在应用中发挥最佳性能。
此外，超重力法具有高效、环保、低成本的优点，有利于推动纳米碳酸钙的广泛应用。
结论超重力法制备纳米碳酸钙是一种高效、环保、低成本的方法，具有良好的应用前景。
纳米碳酸钙的生产应用及市场前景
纳米碳酸钙的生产应用及市场前景纳米碳酸钙是20世纪80年代发展起来的一种新型超细固体材料。
与普通碳酸钙相比,由于其物理性能有较大的改善,使之在众多应用领域中可起到增强、增韧作用,从而改善产品的使用性和外观性,可以部分取代如白炭黑等昂贵的原材料,使产品成本下降,质量大幅度提高。
因此,纳米碳酸钙一出现,就表现出广泛的适用性和较为旺盛的市场需求,在涂料、塑料、橡胶、胶粘剂、造纸、油墨、油漆、化妆品以及医药等领域具有广泛的用途。
1 纳米碳酸钙的特点及用途纳米碳酸钙是指其粒度在0.01—0.1 μm之间的碳酸钙产品。
从晶形上可分为纺锤形、立方形、针形、球形等。
其与普通轻质和普通重质碳酸钙相比具有以下特点:粒子细,平均粒径为40nm,是普通轻质碳酸钙粒径的十分之一;比表面积大,比普通轻质碳酸钙大近8倍;粒子晶形为立方体状,部分连接成链状,具有类结构性,与纺锤状的轻质碳酸钙和无规则状的重质碳酸钙不同;表面经过活化处理,活化率较高,具有不同的功能和作用;白度较高,适宜作浅色制品,pH值呈弱碱性。
由于纳米碳酸钙独特的性能,使得其作为一种优质填料和白色颜料,广泛地应用于橡胶、塑料、造纸、涂料、油墨以及医药等许多行业中。
111 油墨纳米碳酸钙作为树脂性油墨中的填料,除起到一般油墨填料的作用外,与传统油墨填料相比,还具有稳定性好,光泽度高,不影响印刷油墨的干燥性能,适应性强等优点,可替代价格较高的胶质钙,以提高油墨的光泽度和亮度。
用于高档油墨,可以提高油墨的附着力,减小油墨对机械的磨损,适于高速印刷。
纳米碳酸钙在油墨中使用时,一般要经过活化处理,晶型为球形或立方形。
1.2 涂料纳米级碳酸钙具有空间位阻效应,在制漆中能使配方中密度较大立德粉悬浮,起防沉降作用。
制漆后,漆膜白度增加,光泽度高,而遮盖力却不降低,这一性能使其在涂料工业被大量推广应用。
纳米碳酸钙作为填料使用,在漆膜中起骨架和对底材(钢材,木材)的填平作用,使底层漆膜沉积性和渗透性增强。
混凝土中掺入纳米碳酸钙的原理及应用
混凝土中掺入纳米碳酸钙的原理及应用一、引言混凝土是一种广泛应用的建筑材料，其主要成分是水泥、砂子、石子和水。
然而，传统的混凝土存在一些问题，比如强度不够、易开裂、易受渗透和化学侵蚀等。
为了解决这些问题，人们开始将纳米材料引入混凝土中，其中纳米碳酸钙是一种常用的材料。
本文将详细介绍混凝土中掺入纳米碳酸钙的原理及应用。
二、纳米碳酸钙的概述纳米碳酸钙是一种重要的纳米材料，其晶体结构和普通碳酸钙相同，但其粒径小于100纳米。
由于其表面积大、界面效应强、化学反应活性高等特点，纳米碳酸钙被广泛应用于材料科学、生物医学、环境保护等领域。
三、混凝土中掺入纳米碳酸钙的原理混凝土中掺入纳米碳酸钙的主要原理是通过纳米碳酸钙的作用，改善混凝土的力学性能、耐久性能和微观结构。
具体来说，纳米碳酸钙可以在混凝土中形成钙硅石凝胶，填补混凝土中的孔隙，并与水泥反应生成水化产物，从而提高混凝土的强度和稳定性。
此外，纳米碳酸钙还可以吸附混凝土中的游离氢离子，减少混凝土的碱骨架溶解，从而提高混凝土的耐久性。
纳米碳酸钙还可以通过填补混凝土的孔隙，减少混凝土中的水分渗透，从而提高混凝土的耐水性和耐久性。
四、混凝土中掺入纳米碳酸钙的应用1.提高混凝土的强度纳米碳酸钙可以在混凝土中形成钙硅石凝胶，填补混凝土中的孔隙，并与水泥反应生成水化产物，从而提高混凝土的强度和稳定性。
掺入适量的纳米碳酸钙可以提高混凝土的抗压强度、抗拉强度和抗弯强度。
2.提高混凝土的耐久性纳米碳酸钙可以吸附混凝土中的游离氢离子，减少混凝土的碱骨架溶解，从而提高混凝土的耐久性。
掺入适量的纳米碳酸钙可以提高混凝土的抗渗透性、抗冻融性和耐化学侵蚀性。
3.提高混凝土的微观结构纳米碳酸钙可以填补混凝土的孔隙，减少混凝土中的水分渗透，从而提高混凝土的耐水性和耐久性。
此外，纳米碳酸钙还可以改善混凝土的微观结构，使混凝土中的颗粒更加紧密排列，从而提高混凝土的密实度和稳定性。
五、纳米碳酸钙的制备方法目前，纳米碳酸钙的制备方法主要有物理方法和化学方法两种。
胶粘剂纳米碳酸钙
胶粘剂纳米碳酸钙胶粘剂纳米碳酸钙是一种新型的纳米材料，在胶粘剂行业中有着广泛的应用。
它的制备方法简单，成本低廉，具有优异的性能和应用前景。
本文将介绍胶粘剂纳米碳酸钙的制备方法、性能特点以及应用前景。
一、制备方法胶粘剂纳米碳酸钙的制备方法多种多样，常见的方法包括溶胶-凝胶法、共沉淀法、水热法等。
其中，溶胶-凝胶法是一种常用的制备方法，具有制备工艺简单、成本低廉的优势。
该方法主要是将碳酸钙溶胶通过加热脱水、凝胶和煅烧等步骤得到纳米碳酸钙颗粒。
二、性能特点胶粘剂纳米碳酸钙具有多种优异的性能特点。
首先，它具有较高的比表面积和孔隙率，能够提供更多的粘附界面，增强胶粘剂的粘附力和抗剪切性能。
其次，纳米碳酸钙颗粒具有较小的粒径和均匀的粒径分布，能够提高胶粘剂的质地均匀性和稳定性。
此外，胶粘剂纳米碳酸钙还具有优异的力学性能、耐高温性能和耐老化性能，能够满足不同领域的应用需求。
三、应用前景胶粘剂纳米碳酸钙在胶粘剂行业中具有广泛的应用前景。
首先，它可以用于增强传统胶粘剂的性能，提高胶粘剂的粘接强度和抗剪切性能。
其次，纳米碳酸钙颗粒具有较小的粒径和均匀的粒径分布，能够提高胶粘剂的质地均匀性和稳定性，使其更适用于微电子封装、光学器件制备等高精度领域。
此外，胶粘剂纳米碳酸钙还可以用于制备高温胶粘剂，具有优异的耐高温性能，适用于航空航天、汽车制造等领域。
胶粘剂纳米碳酸钙是一种具有广泛应用前景的纳米材料。
它的制备方法简单，成本低廉，具有优异的性能特点，能够增强传统胶粘剂的性能，满足不同领域的应用需求。
随着科学技术的不断进步，胶粘剂纳米碳酸钙的应用前景将更加广阔。
纳米碳酸钙的制备及应用
纳米碳酸钙的制备及应用摘要：纳米碳酸钙是一种新型的无机纳米材料，可应用于塑料、橡胶、油墨、造纸、日用化工、胶黏剂和密封材料、医药、食品等许多领域。
本文概述了纳米碳酸钙常用的制备方法，列出了纳米碳酸钙表面改性的途径以及纳米碳酸钙在应用过程中所表现出的与普通轻质碳酸钙所不同的、反常的物理化学特性以及各方面特性的应用领域。
对进一步拓展纳米碳酸钙的应用、不断优化其性能、突出其纳米特性、提升其潜在的价值等提出展望．关键词：纳米碳酸钙；表面改性；应用1.前言纳米碳酸钙是80年代后期开发出的新产品，通常认为l00~．m以下粒径的产品为纳米级，碳酸钙主要用于涂料、橡胶、塑料、油墨、胶粘剂、造纸、化妆品、医药等方面，当前随着不断改良的产品制备工艺，获得的纳米碳酸钙产品质量也不断提高，纳米级和亚纳米级超细碳酸钙用量呈现持续增长趋势，产品市场前景乐观，该产业具有极大的发展潜力和应用空间【1]。
2.合成方法近年来，随着碳酸钙的超细化、结构复杂化及表面改性技术的发展，它的应用价值极大地提高了。
不同形态的超细碳酸钙的制备技术已成为许多先进国家开发的热点。
纳米碳酸钙具有普通碳酸钙所不具有的量子尺寸效应、小尺寸效应、表面效应和宏观量子效应。
这些特殊的纳米材料特性使得纳米碳酸钙在磁性、光热阻、催化性、熔点等方面显示出极大的优越性【2]。
纳米碳酸钙的化学制备方法工业生产中多采用化学方法生产纳米碳酸钙。
化学法分为碳化法、复分解法、乳液法等，其中碳化法是目前最为主要的一种生产方法。
以下我们将对这几种化学制备纳米碳酸钙的方法做一介绍和说明。
2．1碳化法首先用精选石灰石进行煅烧，获得氧化钙和窑气；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C0 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；最后再经过脱水、干燥、表面处理得到纳米碳酸钙产品，这种方法称之为碳化法。
纳米碳酸钙的应用及制备方法
主要应用范围：PVC型材，管材；电线、电缆外皮胶粒；PVC薄膜（压延膜）的生产，造鞋业制造（如PVC鞋底及装饰用贴片）等。
适合用于工程塑料改性、PP、PE、PA、PC等。
应用特性：由于活性纳米碳酸钙表面亲油疏水，与树脂相容性好，能有效提高或调节制品的刚、韧性、光洁度以及弯曲强度；改善加工性能，改善制品的流变性能、尺寸稳定性能、耐热稳定性具有填充及增强、增韧的作用，能取代部分价格昂贵的填充料及助济，减少树脂的用量，从而降低产品生产成本，提高市场竞争力。
2、橡胶应用范围：天然胶，丁腈，丁苯，混炼胶等，适用于轮胎、胶管、胶带以及油封、汽车配件等橡胶制品中。
应用特性：经过表面改性处理后的纳米碳酸钙与橡胶有很好的相容性，具有补强、填充、调色、改善加工艺和制品的性能，可使橡胶易混炼、易分散，混炼后胶质柔软，橡胶表面光滑；可使制品的延伸性、抗张强度、撕裂强度等有本质的提高；可以降低含胶率或部分取代钛白粉、白碳黑等价格昂贵的白色填料，提高产品的市场竞争力。
3、密封胶粘材料应用范围：硅酮、聚流、聚氨酯、环氧等密封结构胶。
应用特性：应用于密封胶粘材料中，与胶料有很好的亲和性，可以加速胶的交联反应，大大改善体系的触变性，增强尺寸稳定性，提高胶的机械性能，且添加量大，达到填充急补强双重作用。
同时，它能使胶料表面光亮细腻。
4、涂料应用范围：水性涂料和油性涂料。
应用特性：大大改善体系的触变性，可显著提高涂料的附着力，耐洗刷性，耐沾污性，提高强度和表面光洁度，并具有很好的防沉降作作用。
部分取代钛白粉，降低成本。
5、油墨应用范围：适用于平版胶印油墨、凹版印刷油墨等。
应用特性：使用纳米碳酸钙所配置的油墨，身骨及粘性较好，故具有良好的印刷性能；稳定性好；干性快且没有相反作用；由于颗粒小，故印品光滑，网点完整，可以提高油墨的光洁度，适用于高速印刷。
6、造纸应用范围：卷烟纸、记录纸、簿页印刷纸、高白度铜版纸以及高档卫生巾、纸尿布等。
应用特性：造纸中加入纳米碳酸钙可以提高纸张的松密度、表观细腻性、吸水性；提高特种纸的强度、高速印刷性；调节卷烟纸的燃烧速度。
第五讲：纳米碳酸钙的制备及其应用
三、纳米碳酸钙的制备方法（5）
2、连续喷雾碳化法
河北科技大学研究的多级喷雾碳化技术，采用三 段喷雾碳化塔，氢氧化钙乳液通过压力喷嘴喷成雾状 与二氧化碳混合气体逆流接触，使氢氧化钙乳液为分 散相，窑气为连续相，大大增加了气液接触表面，通 过控制氢氧化钙乳液的浓度、流量、液滴直径、气液 比等工艺条件，可制得40～80nm 的碳酸钙。
纳米碳酸钙的制备及其应用
东北大学矿物材料与粉体技术研究 中心
一、概述
碳酸钙是一种重要的, 用途广泛的非金属矿物， 是国内外产量及用量最大 的填料。 目前，世界碳酸钙粉体的 总生产能力为4600万吨/年， 其中重质碳酸钙3000万吨/ 年,轻质碳酸钙1600万吨/年。 中国是世界上碳酸钙生产 大国，也是消费大国。中 国重质碳酸钙的生产能力 为500万吨/年，轻质碳酸 钙生产能力400万吨/年。
20
50 0 100 200 300 400 500 600
20
CO2流量 /(m /h· kgCa(OH)2)
3
搅拌速度 /(r/min)
图3 CO2流量对产品粒度 和反应时间影响
图4 搅拌速度对产品粒度 和反应时间影响
反应时间 /min
200
产品粒度 反应时间
50
200
产品粒度 反应时间
50
三、纳米碳酸钙的制备方法（2）
颗粒形状的控制比 粒度的控制困难， 药剂的种类，加入 时机、加入量均需 要控制,同时要与碳 化反应的各种工艺 条件合理搭配才能 获得各种需要的颗 粒形状的产品,以便 满足不同行业对各 种颗粒形状纳米碳 酸钙产品的需要。
片状
针状
链状
立方型
3、不能忽视的产品白度
3、粉体白度控制
纳米碳酸钙的制备及粒径、形貌控制
纳米碳酸钙的制备及粒径、形貌控制
纳米碳酸钙的制备方法有很多，常见的有化学共沉淀法、溶胶凝胶法、水热法等。
其中，化学共沉淀法是一种简单易操作、成本较低的方法，也是应用最广泛的制备方法之一。
化学共沉淀法的制备步骤如下：
1. 将钙盐和碳酸盐的溶液混合，将pH值调节到8左右。
2. 加入一定量的表面活性剂，如CTAB、SDS等，使反应产物均匀分散。
3. 在搅拌的条件下，缓慢滴加含有碱性离子的溶液，如氢氧化钠溶液，使溶液pH值升高，从而促进反应。
4. 继续搅拌反应一定时间，然后离心、洗涤、干燥，得到纳米碳酸钙粉末。
通过控制反应条件，可以实现纳米碳酸钙的粒径、形貌控制。
主要的影响因素包括反应温度、pH值、反应时间、离子浓度、添加剂种类等。
例如，提高反应温度和pH值可以促进反应速度，但同时也容易导致晶体生长，从而增大颗粒大小；添加适量的表面活性剂可以提高反应产物的稳定性和均匀性，有利于得到较为均一的纳米颗粒。
除了化学共沉淀法，还可以采用其他方法来实现纳米碳酸钙的制备和粒径、形貌控制。
例如，溶胶凝胶法可通过不同的预处理和处理条件实现纳米颗粒的控制，水热法可以获得形貌较为复杂的纳米颗粒等。