[发明专利]气泡液膜法制备碳酸钙纳米粒子材料

摘要

本发明气泡液膜法制备碳酸钙纳米粒子材料，属化工纳米材料制造业。本发明在气泡液膜反应器中进行，氢氧化钙水悬浮液和二氧化碳气体为原料，羧酸盐水溶液为包覆剂，利用泡罩碟式搅拌器的强力分散气体的功能，使产生足够量的二氧化碳气泡。全部氢氧化钙水悬浮液和羧酸盐水溶液被气泡分隔成足够薄的液膜，气泡为分散相，液膜为连续相，形成纳米反应环境，极大地增加了二氧化碳与氢氧化钙之间的接触面，强化传质传热。反应物在液膜和气泡之间或液膜内进行碳化反应，成核，生长，生成碳酸钙纳米粒子，经原位包覆，生成碳酸钙胶囊纳米粒子。碳酸钙胶囊纳米粒子表面吸附大量气体，构成气相界面，抑止团聚，形成矿化泡膜，经过滤，干燥，得到碳酸钙胶囊纳米粒子粉体材料。

主权项

1.气泡液膜法制备碳酸钙纳米粒子材料，是在气泡液膜反应器中进行，氢氧化钙水悬浮液与二氧化碳气体反应，生产疏松型的碳酸钙胶囊纳米粒子材料，其步骤是：(一)在装有泡罩碟式搅拌器的气泡液膜反应器中，加入氢氧化钙水悬浮液(常称为浆液或灰浆)和具有表面活性剂性能的包覆剂水溶液或乳液，导入二氧化碳气体，利用泡罩碟式搅拌器的强力分散气体和液体的功能，在反应体系中产生足够量的二氧化碳气泡，全部氢氧化钙水悬浮液和包覆剂水溶液或乳液被二氧化碳气泡分隔成足够薄的液膜，气泡为分散相，液膜为连续相，形成纳米反应环境，极大地增加了氢氧化钙与二氧化碳气体之间的接触面，在液膜和气泡之间或在液膜内进行碳化反应，生成碳酸钙，成核，生长，生成碳酸钙纳米粒子；(二)在反应体系中加入在C、S、P、Ti或Si中心原子上至少带有一个羟基(OH)的羧酸、磺酸酯、硫酸酯、磷酸酯、钛酸酯或硅酸酯中的一种、两种或两种以上作为包覆剂；或它们在反应体系中转化为相应的盐作包覆剂；或者用这些羧酸盐或无机酸酯盐为表面改性包覆剂，这些包覆剂的非极性端伸向气泡内部，极性端伸向液膜，在气泡和液膜的界面与新生成的碳酸钙纳米粒子表面结合，纳米粒子终止生长，形成包覆层，即原位包覆，生成碳酸钙胶囊纳米粒子；(三)生成的碳酸钙胶囊纳米粒子的表面从气泡中吸附足够量的气体，形成气相界面，抑止团聚，同时阻碍水分子在纳米粒子间形成氢键桥，抑止粒子间的氢键结合，碳酸钙胶囊纳米粒子吸附了足够量气体，生成碳酸钙胶囊纳米粒子矿化泡沫产物，经陈化，分离和干燥后，制得碳酸钙胶囊纳米粒子的疏松型粉体或块体。