纳米碳酸钙的制备.ppt

纳米碳酸钙的制备
化工专题实验
2018/1/18
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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>5μm、微粉碳酸钙1μm<d ≤5μm、<d ≤1μm;<d ≤;超微细碳酸钙d≤。
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图3-1 纺锤形CaCO3电镜照片
-1 TEM of spindle nanometer CaCO3
100nm
图3-2 立方形纳米CaCO3电镜照片
-2 TEM of cubic nanometer CaCO3
3、按照晶形可分为:纺锤形、立方形、球形、片状、针形、棒形等。
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143nm
图 3-3 链状纳米CaCO3电镜照片
-3 TEM of chain nanometer CaCO3
100nm
图3-5 片形CaCO3电镜照片
-5 TEM of flake CaCO3
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100nm
图3-7 球形纳米CaCO3电镜照片
-7 TEM of spherical nanometer CaCO3
100nm
图3-8 棒形CaCO3电镜照片
-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(—)和超微细碳酸钙(粒径≤),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,纳米碳酸钙的研制、开发,受到国内外的关注[2­4]。
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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,、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。
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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,国内纳米碳酸钙的装置能力在20000t/a左右,实际需求量在80000—100000t,国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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