碳酸鈣晶須的制備及機(jī)理研究.pdf

1、碳酸鈣晶須是一種環(huán)境友好型材料。其長(zhǎng)徑比較大，類(lèi)似于短纖維，是一種優(yōu)良的增強(qiáng)增韌材料；同時(shí)，其長(zhǎng)度較短，具有優(yōu)良的加工流動(dòng)性，所得的制件表面光潔度高，而且原料來(lái)源廣泛、價(jià)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(cè)試手段對(duì)產(chǎn)物形貌和結(jié)構(gòu)進(jìn)行觀察分析。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：當(dāng)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(shí)，可以獲得長(zhǎng)度在30μm左右，長(zhǎng)徑比約為25的碳酸鈣晶須。
　　 在此基礎(chǔ)上，通過(guò)優(yōu)化工藝參數(shù)來(lái)提高碳酸鈣晶須的純度和長(zhǎng)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(jìn)而提高碳酸鈣晶須的純度，當(dāng)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(shí)，利用數(shù)顯pH/mV計(jì)檢測(cè)反應(yīng)溶液的pH值，通過(guò)補(bǔ)加氫氧化鈣溶液控制反應(yīng)過(guò)程中鎂鈣比的變化，抑制由于鎂離子濃度升高而對(duì)碳酸鈣晶須生長(zhǎng)產(chǎn)生的不利影響。結(jié)果表明：當(dāng)碳化反應(yīng)進(jìn)行1h后，補(bǔ)加625ml0.16mol.L-1的氫氧化鈣溶液，碳酸鈣晶須的長(zhǎng)徑比能夠提高到30以上，較之優(yōu)化前的25有所增加。
　　 通過(guò)考慮資源的再回收利用，來(lái)節(jié)約成本。由氯化鎂溶液的回收利用對(duì)碳酸鈣晶須的影響可知：當(dāng)反應(yīng)的初

4、始鎂鈣比為1.7時(shí)，能夠有效的降低晶核增多對(duì)碳酸鈣晶須生長(zhǎng)的不利影響，提高碳酸鈣晶須的長(zhǎng)徑比，此時(shí)碳酸鈣晶須的長(zhǎng)度為27.7μm、長(zhǎng)徑比可達(dá)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(shí)，用200目的標(biāo)準(zhǔn)篩過(guò)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(zhǎng)度約為53μm、長(zhǎng)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(jī)理而言，依然有很多的未明之處。本文從反應(yīng)動(dòng)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(guò)飽和度，促進(jìn)碳酸鈣晶須的成核生長(zhǎng)；當(dāng)反應(yīng)的鎂鈣比小于1時(shí)，通過(guò)比較氫氧化鎂和氯化鎂兩種不同的Mg2+狀態(tài)對(duì)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?，使得碳酸鈣晶須可以在其表面迅速的生長(zhǎng)，但所得晶須多呈樹(shù)枝狀分布；同時(shí)，通過(guò)比較分析反應(yīng)時(shí)間對(duì)碳酸鈣晶須的影響