碳酸鈣晶須的制備及機理研究.pdf

1、碳酸鈣晶須是一種環(huán)境友好型材料。其長徑比較大，類似于短纖維，是一種優(yōu)良的增強增韌材料；同時，其長度較短，具有優(yōu)良的加工流動性，所得的制件表面光潔度高，而且原料來源廣泛、價格低廉，因此在塑料、造紙和涂料等領(lǐng)域中都擁有廣闊的應(yīng)用前景。本文以活性氧化鈣為原料，以六水氯化鎂作為晶型控制劑，采用氣液反應(yīng)合成法制備碳酸鈣晶須，并利用偏光顯微鏡、X射線衍射儀和掃描電鏡等測試手段對產(chǎn)物形貌和結(jié)構(gòu)進行觀察分析。實驗結(jié)果表明：當反應(yīng)溫度為80℃，鎂鈣比為2

2、，CO2氣體的通氣量為70ml.min-1，攪拌速度為100r.min-1時，可以獲得長度在30μm左右，長徑比約為25的碳酸鈣晶須。
　　 在此基礎(chǔ)上，通過優(yōu)化工藝參數(shù)來提高碳酸鈣晶須的純度和長徑比。研究結(jié)果表明：改變氧化鈣的消化方式，能夠有效的提高氫氧化鈣溶液的純度，相應(yīng)的增加反應(yīng)溶液的鎂鈣比，進而提高碳酸鈣晶須的純度，當把11.2g的氧化鈣緩慢消化至80℃，與氯化鎂溶液混合后，可制得純度在98.7％以上的碳酸鈣晶須，較之優(yōu)

3、化工藝前的97.5％有所提高；同時，利用數(shù)顯pH/mV計檢測反應(yīng)溶液的pH值，通過補加氫氧化鈣溶液控制反應(yīng)過程中鎂鈣比的變化，抑制由于鎂離子濃度升高而對碳酸鈣晶須生長產(chǎn)生的不利影響。結(jié)果表明：當碳化反應(yīng)進行1h后，補加625ml0.16mol.L-1的氫氧化鈣溶液，碳酸鈣晶須的長徑比能夠提高到30以上，較之優(yōu)化前的25有所增加。
　　 通過考慮資源的再回收利用，來節(jié)約成本。由氯化鎂溶液的回收利用對碳酸鈣晶須的影響可知：當反應(yīng)的初

4、始鎂鈣比為1.7時，能夠有效的降低晶核增多對碳酸鈣晶須生長的不利影響，提高碳酸鈣晶須的長徑比，此時碳酸鈣晶須的長度為27.7μm、長徑比可達26.6；為了廢料的再生利用，需精致氫氧化鈣溶液，步驟為：將25g的廢料放置于燒杯中，用2L80℃注入其中，快速攪拌使其充分消化，降至室溫時，用200目的標準篩過濾，將濾液陳化2-3天即可，利用上述的制備工藝參數(shù)，反應(yīng)后即可獲得長度約為53μm、長徑比在31.5左右的碳酸鈣晶須。
　　 氯化

5、鎂是合成碳酸鈣晶須常用的晶型控制劑之一，但就其作用機理而言，依然有很多的未明之處。本文從反應(yīng)動力學(xué)的基礎(chǔ)上，闡述了氯化鎂溶液可以有效的降低反應(yīng)溶液的過飽和度，促進碳酸鈣晶須的成核生長；當反應(yīng)的鎂鈣比小于1時，通過比較氫氧化鎂和氯化鎂兩種不同的Mg2+狀態(tài)對合成碳酸鈣晶須的影響，結(jié)果表明：絮凝狀的氫氧化鎂顆?？梢云鸬骄Ш司奂淖饔茫沟锰妓徕}晶須可以在其表面迅速的生長，但所得晶須多呈樹枝狀分布；同時，通過比較分析反應(yīng)時間對碳酸鈣晶須的影響