[发明专利]一种基于丙三醇钙法制备亚稳态球霰石碳酸钙的方法

说明书

本发明提供一种基于丙三醇钙法制备亚稳态球霰石碳酸钙的方法，包括：步骤(1)配置丙三醇钙溶液(浓度为0.01mol/L～1.0mol/L)和碳酸钠水溶液(浓度为0.025mol/L～2.5mol/L)；步骤(2)将步骤(1)中的丙三醇钙溶液和碳酸钠水溶液在0℃～100℃下混合、搅拌，充分反应，静置陈化0～42h，得到悬浊液；步骤(3)将步骤(2)中得到的悬浊液进行离心处理，并用无水乙醇和去离子水洗涤，最后将沉淀物离心、过滤，干燥。本发明采用了较为简单的复分解反应体系，整个制备方法的工艺条件简单、对设备的要求低、制备过程绿色环保；可以通过调节实验参数(反应物浓度、混合反应温度和静置陈化时间)来改变球霰石CaCO₃在产物中的重量比，碳酸钙产物中球霰石CaCO₃的重量比高达96.7％。

技术领域

本发明涉及一种球霰石碳酸钙的制备方法，具体涉及一种基于丙三醇钙法制备亚稳态球霰石碳酸钙的方法，属于无机非金属粉体材料制备领域。

背景技术

作为一种无机化工产品，碳酸钙(CaCO₃)被广泛应用于橡胶、涂料、塑料、造纸、油墨、日用化学和医药等不同领域。在常温常压下，自然界中存在着六种成分相同但结构完全不同的CaCO₃矿物，分别是无定形CaCO₃、CaCO₃·H₂O、CaCO₃·6H₂O、球霰石、文石、方解石，其热力学稳定性依次增加。除了无定形CaCO₃以外，其它结构都是结晶态；CaCO₃·H₂O和CaCO₃·6H₂O是含结晶水的晶体；球霰石、文石、方解石这三种CaCO₃晶体是不含结晶水的。在CaCO₃这三种晶体结构中，方解石是热力学最稳定的结晶相，在自然界中通常以石灰石或者大理石的形式存在；球霰石是热力学最不稳定的结晶相，它是由人工合成的CaCO₃，通常情况下成球状，性能极不稳定，易转化为方解石；文石的稳定性介于球霰石和方解石之间，特征相貌为针状。

CaCO₃的制备方法包括物理法和化学法。物理法一般是采用机械方式，将原材料破碎到纳米粒子的制备方法，即将自然界中CaCO₃成分含量较高的天然石灰石或者大理石等材料进行机械粉碎，经过粗破、细破、分级等一系列工艺流程，得到CaCO₃产品。一般情况下，采用物理法制备的CaCO₃密度较大，故称为重质CaCO₃。化学法是指通过分解或离子反应生成CaCO₃沉淀物[Sha F,Zhu N,Bai Y,et al.Controllable Synthesis of Various CaCO₃Morphologies Based on a CCUS Idea,ACS Sustainable ChemistryEngineering,2016,4(6):3032-3044；Yang L,Chu D,Sun H,et al.Room temperature synthesis of flower-like CaCO 3 architectures,New Journal of Chemistry,2016,40(1):571-577]，所得的CaCO₃称为沉淀CaCO₃或轻质CaCO₃。