[发明专利]一种不同形貌和物相结构的碳酸钙的制备方法

说明书

本发明公开了一种不同形貌和物相结构的碳酸钙的制备方法，采用无添加剂法，利用醋酸钙与碳酸氢钠简单的沉淀反应，在水和乙二醇混合溶剂的体系下，制备了球状，椭球状，花瓣状，棒状，梭状，立方状，片层状等不同形貌的碳酸钙微粒，并研究了醋酸钙与碳酸氢钠的浓度、水和乙二醇的体积比和反应温度对产物物相结构和形貌的影响，结果表明醋酸钙与碳酸氢钠的浓度、水和乙二醇的体积比和反应温度均会影响碳酸钙的物相结构和形貌。

技术领域

本发明属于碳酸钙制备技术领域，特别涉及一种不同形貌和物相结构的碳酸钙的制备方法。

背景技术

碳酸钙有链状、立方形、球形、纺锤形、片状、针状、无定形等多种形貌。不同形貌的碳酸钙作为添加剂作用不同。例如，立方状碳酸钙添加到油漆中较易分散；链状碳酸钙添加到橡胶、塑料中，具有补强作用；针状碳酸钙粒子作为添加剂添加到塑料、橡胶、纸张等制品中，可以有效地改善其取向的机械性能及体系的流动性与加工性能，提高力学性能，赋予塑料制品高表面光洁度和耐磨性能。

目前，由于不同形貌的碳酸钙作为添加剂在众多领域具有不同的作用，因此不同形貌的碳酸钙的制备受到人们广泛的关注，在制备碳酸钙的反应过程中，通过控制起始离子浓度、搅拌速度、溶液pH值、添加剂类型和添加剂用量等反应条件，可制得不同形貌的碳酸钙。人们已经利用不同的无机离子(Mg²⁺、Fe²⁺、Ni²⁺、和、Zn²⁺等)和有机添加物制得了各种形貌的碳酸钙粒子。

但多数制备都是在使用添加剂的条件下进行的，具有费用较高、实验过程、繁琐、耗时长等缺点。为此，我们探索在无添加剂的条件下，提供一种经济环保、操作简便、耗时短的制备方法来合成出具有不同物相结构和形貌的碳酸钙。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种不同形貌和物相结构的碳酸钙的制备方法。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：

一种不同形貌和物相结构的碳酸钙的制备方法，包括如下步骤：

S1、将醋酸钙水溶液加入到乙二醇-水溶液中，得到醋酸钙-乙二醇-水溶液；

S2、将碳酸氢钠水溶液加入到乙二醇-水溶液中，得到碳酸氢钠-乙二醇-水溶液；

S3、将S2中得到的碳酸氢钠-乙二醇-水溶液加入到S1中得到的醋酸钙-乙二醇-水溶液中，在20～80℃下搅拌反应4～6h，反应结束后，静置陈化12～15h，得到反应物；其中，醋酸钙与碳酸氢钠的摩尔比为1:1；

S4、将S3中得到的反应物经过滤、洗涤后，在80～100℃下干燥18～24h，即得到所述碳酸钙。

优选的，S1中，乙二醇-水溶液中乙二醇与蒸馏水的体积比为1～3:1。

优选的，S1中，醋酸钙水溶液中醋酸钙的浓度为0.3～0.75mol/L。

优选的，S2中，乙二醇-水溶液中乙二醇与蒸馏水的体积比为1～3:1。

S2中，碳酸氢钠水溶液中碳酸氢钠的浓度为0.3～0.75mol/L。

与现有技术相比，本发明的制备方法具有以下有益效果：

(1)本发明采用无添加剂法，利用醋酸钙与碳酸氢钠简单的沉淀反应，在水和乙二醇混合溶剂的体系下，制备了不同物相结构和形貌的碳酸钙微粒，并研究了醋酸钙与碳酸氢钠的浓度、水和乙二醇的体积比和反应温度对产物形貌的影响，研究结果表明醋酸钙与碳酸氢钠的浓度、水和乙二醇的体积比和反应温度对产物的形貌均有影响；本发明的方法未使用添加剂，成本低、操作简便、节能环保、耗时短，本发明的方法为合成具有不同形貌的碳酸钙粒子提供了新的途径，具有一定的参考价值。