不同CaCl2濃度對(duì)合成納米CaCO3的影響畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論文）word格式

1、畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論文）題目不同CaCl2濃度對(duì)合成納米CaCO3的影響姓 名蓋印學(xué) 號(hào)0810412103所在學(xué)院化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院 專(zhuān)業(yè)班級(jí)08材料科學(xué)與工程一班指導(dǎo)教師 蔣 久 信 日 期 2012年5月30日 摘要本實(shí)驗(yàn)采用碳化法成功制備出了納米碳酸鈣。以氯化鈣、和氨水和二氧化碳為原料，分別考察了不同氯化鈣濃度對(duì)合成納米碳酸鈣的影響。X射線衍射儀(XRD)和掃描電子顯微鏡(SEM)分別對(duì)所制備產(chǎn)物的粒度分布（表征粒度的儀器是激光粒度分析儀，簡(jiǎn)稱(chēng)ZPA），晶型和微觀形貌進(jìn)行了表征。粒度分布結(jié)果表明，氯化鈣液濃度小于15.0wt%時(shí)能獲得粒度分布均勻納米碳酸鈣產(chǎn)品。XRD結(jié)果表明氯化鈣溶液濃

2、度加入量會(huì)改變樣品的晶型。SEM表明不同氯化鈣濃度在確定樣品的微觀形態(tài)上發(fā)揮了重要作用。通過(guò)本實(shí)驗(yàn)，可以得出氯化鈣溶液在小于15.0wt%時(shí)，可制得粒度分布均勻，分散性良好的納米碳酸鈣粒子。 關(guān)鍵詞：納米碳酸鈣；碳化法；碳化完全；氯化鈣；氨水AbstractThe experiment method of use carbon was successfully out of nanometer calcium carbonate. With calcium chloride and ammonia carbon dioxide as raw materials, the author exam

3、ines the different concentration of calcium chloride synthesis influence of nanometer calcium carbonate. X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscopy (SEM), the product was particle size distribution, crystal and microstructure characterization. The results show that particle size distri

4、bution, calcium chloride liquid concentration of less than 15.0 wt % can get when uniform distributed particle size of nano CaCO3 products. XRD results show that calcium chloride solution concentration addition amount will change sample of crystal. SEM show that different concentration in the determ

5、ination of calcium chloride samples on the microstructure of has played an important role. Through the experiment, calcium chloride solution can be obtained in less than 15.0 wt %, made uniform particle size distribution, good dispersion of nano CaCO3 particle. Keywords:Nanometer calcium carbonate;

6、Carbonization method; Carbonization complete; Calcium chloride 目錄摘要IAbstractII緒論1第一章文獻(xiàn)綜述31.1 碳酸鈣的概述31.1.1 納米碳酸鈣性質(zhì)31.1.2 納米碳酸鈣的應(yīng)用31.2 納米碳酸鈣的制備71.2.1 原料的準(zhǔn)備和預(yù)處理71.2.2 間歇碳化法81.2.3 連續(xù)噴霧碳化法81.2.4 凝膠法91.2.5 非冷凍法91.2.6 納米碳酸鈣的后處理91.3 納米碳酸鈣的表面改性91.3.1 有機(jī)酸包覆改性91.3.2 偶聯(lián)劑改性101.3.3 有機(jī)酸（鹽）偶聯(lián)劑復(fù)合處理101.3.4 聚合物改性101.3

7、.5 表面輻照改性101.3.6 等離子體表面改性101.3.6 無(wú)機(jī)物改性111.4 納米碳酸鈣的研究現(xiàn)狀及發(fā)展方向111.4 本課題研究目的及研究?jī)?nèi)容11第二章實(shí)驗(yàn)部分132.1 實(shí)驗(yàn)試劑及儀器132.1.1 實(shí)驗(yàn)試劑132.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器132.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)132.3 納米碳酸鈣的制備142.3.1 實(shí)驗(yàn)流程圖142.3.2 實(shí)驗(yàn)步驟142.4 納米碳酸鈣的表征與測(cè)試152.4.1 激光粒度分析152.4.2 掃描電子顯微鏡152.4.3 X射線衍射15第三章結(jié)果與討論173.1 納米碳酸鈣的粒徑分析173.2納米碳酸鈣的SEM分析203.3納米碳酸鈣的XRD分析213.4 反應(yīng)機(jī)理的

8、探討213.5 展望22參考文獻(xiàn)25緒論納米碳酸鈣是20世紀(jì)80年代發(fā)展起來(lái)的一種新型超細(xì)化固體材料。它是以非金屬礦石灰石為原料、采用沉淀法合成納米粉體技術(shù)制備的重要無(wú)機(jī)鹽新產(chǎn)品。其粒徑在1100 nm之間。粒徑小，活性好，是一種新型高檔功能性無(wú)機(jī)材料1-3。近年來(lái)，隨著碳酸鈣的超細(xì)化、結(jié)構(gòu)復(fù)雜化及表面改性技術(shù)的發(fā)展，它的應(yīng)用價(jià)值極大地提高了。不同形態(tài)的超細(xì)碳酸鈣的制備技術(shù)已成為許多先進(jìn)國(guó)家開(kāi)發(fā)的熱點(diǎn)。納米碳酸鈣具有普通碳酸鈣所不具有的量子尺寸效應(yīng)、小尺寸效應(yīng)、表面效應(yīng)和宏觀量子效應(yīng)。這些特殊的納米材料特性使得納米碳酸鈣在磁性、光熱阻、催化性、熔點(diǎn)等方面顯示出極大的優(yōu)越性4。碳酸鈣屬于多晶型體

9、，且晶型多樣。一般有非晶質(zhì)型、方解石型、文石型和六方方解石型，其晶形則包括立方形、球形、針形、紡錘形、片狀、菱形等。通常碳酸鈣以最穩(wěn)定的方解石型存在，呈菱形結(jié)構(gòu)；文石和六方方解石在自然界中很難以熱力學(xué)穩(wěn)定狀態(tài)存在，多為人工合成。文石屬于斜方晶系，特征形貌主要有針狀、葉狀、塊狀等，一般多為針狀，而六方方解石的常見(jiàn)形態(tài)多為球形5。方解石型碳酸鈣的特征衍射峰位置在2=29.4、35.9、39.5、43.1左右，分別對(duì)應(yīng)(104)、(101)、(113)、(202)晶面。而文石型碳酸鈣的特征衍射峰主要為(111)、(212)、(021)晶面，六方方解石型的衍射特征峰主要為(110)、(112)、(11

10、4)晶面。其對(duì)應(yīng)XRD標(biāo)準(zhǔn)圖如圖0-1所示。圖0-1 納米碳酸鈣的兩種晶型的標(biāo)準(zhǔn)XRD圖不同行業(yè)對(duì)碳酸鈣的晶型有不同的需求：生產(chǎn)油墨需立方形或球形；橡膠行業(yè)需針形或鏈狀；電子、陶瓷行業(yè)需要高純、微細(xì)、球形。因而不同晶型、形態(tài)的碳酸鈣制備技術(shù)的研究已成為許多國(guó)家競(jìng)相開(kāi)發(fā)的熱點(diǎn)。就目前所報(bào)道的文獻(xiàn)可知，現(xiàn)已開(kāi)發(fā)出紡錘形、立方形、球形、鏈鎖形、鏈狀、纖維狀、花瓣?duì)?、蘑菇云狀、片狀、針?,7(如圖0-2)等微細(xì)碳酸鈣及其改性產(chǎn)品50余種，廣泛應(yīng)用于建材、橡膠、塑料、造紙、涂料、油墨、日化、銅料、食品、醫(yī)藥等行業(yè)。菱形球形針狀 蘑菇云狀花瓣?duì)?中空狀圖0-2 納米碳酸鈣的各種形狀第一章文獻(xiàn)綜述1.1

11、碳酸鈣的概述納米碳酸鈣性質(zhì)（檢查全文錯(cuò)別字，上下標(biāo)）碳酸鈣石灰?guī)r的一種，又名白善土，俗稱(chēng)白土子。白色，質(zhì)軟而輕。它是一種化合物，化學(xué)式是CaCO3?；旧纤⒉蝗苡谒Ｊ且环N微細(xì)的碳酸鈣的沉積物，是方解石的變種。它可存在于以下形態(tài)：霰石、方解石、白堊、石灰?guī)r、大理石、石灰華?？捎趲r石內(nèi)找到。動(dòng)物背殼和蝸牛殼的主要成份。性狀為白色粉末或無(wú)色結(jié)晶。無(wú)氣味。無(wú)味。有兩種結(jié)晶，一種是正交晶體文石，一種是六方菱面晶體方解石。在約825時(shí)分解為氯化鈣和二氧化碳。溶于稀酸，幾乎不溶于水。文石：相對(duì)密度2.83，熔點(diǎn)825(分解)。方解石：相對(duì)密度(d25.2)2.711，熔點(diǎn)1339(10.39MPa)。有

12、刺激性、碳酸鈣分為合成與天然二種。同時(shí)，它還是重要的建筑材料，工業(yè)上用途甚廣，是燒制石灰和水泥等的原料，橡膠制品和油漆等的填充物，亦可入藥。納米碳酸鈣是20世紀(jì)80年代發(fā)展起來(lái)的一種新型納米材料，有多種晶體形貌，不同的形貌在不同領(lǐng)域有著不同的應(yīng)用。納米碳酸鈣在磁性、光熱阻和熔點(diǎn)等方面與常規(guī)碳酸鈣相比顯示出優(yōu)越性能。CaCO3是一種重要的無(wú)機(jī)填料，它的使用已有一百余年的歷史，由于具有價(jià)格低廉、無(wú)毒、無(wú)刺激性、無(wú)味、色澤好、白度高等優(yōu)點(diǎn)，因此獲得廣泛的應(yīng)用，已廣泛用于橡膠、造紙、涂料、油漆、油墨、印刷、電纜、食品、醫(yī)藥、化妝品、牙膏、飼料、潤(rùn)滑油等各個(gè)行業(yè)和部門(mén)。納米碳酸鈣用于塑料中與樹(shù)脂親合性好

13、,可有效增加或調(diào)節(jié)材料剛性，韌性，以及彎曲強(qiáng)度等，并可改善塑料加工體系的流變性能，降低塑化溫度，提高制品尺寸穩(wěn)定，耐熱性及表面光潔性；在NR，BR，SBR等橡膠體系中，容易混練，分散均勻，并可使膠質(zhì)柔軟，還能提高壓出加工性能和模型流動(dòng)性。使橡膠制品具有表面光滑，伸長(zhǎng)率大，抗張強(qiáng)度高，永久變形小，耐彎曲性能好，耐撕裂強(qiáng)度高等特點(diǎn)。 納米碳酸鈣的應(yīng)用塑料主要應(yīng)用范圍：PVC型材，管材；電線、電纜外皮膠粒；PVC薄膜（壓延膜）的生產(chǎn)，造鞋業(yè)制造（如PVC鞋底及裝飾用貼片）等。適合用于工程塑料改性、PP、PE、PA、PC等。 應(yīng)用特性：由于活性納米碳酸鈣表面親油疏水，與樹(shù)脂相容性好，能有效提高或調(diào)節(jié)制

14、品的剛、韌性、光潔度以及彎曲強(qiáng)度；改善加工性能，改善制品的流變性能、尺寸穩(wěn)定性能、耐熱穩(wěn)定性具有填充及增強(qiáng)、增韌的作用，能取代部分價(jià)格昂貴的填充料及助濟(jì)，減少樹(shù)脂的用量，從而降低產(chǎn)品生產(chǎn)成本，提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。由于納米級(jí)超細(xì)碳酸鈣具有高光澤度、磨損率低、表面改性及疏油性，可填充聚氯乙烯、聚丙烯和酚醛塑料等聚合物中，現(xiàn)在又被廣泛應(yīng)用于聚氯乙烯電纜填料中。 G-101納米碳酸鈣（CC-R）分子式（Formula）：CaCO3。相對(duì)分子質(zhì)量（Molecular Weight）：100.09 。外觀（Appearance）：白色粉末。用途（Useage）：PVC涂層、線纜、油墨、膠黏劑、涂料。是一種具有

15、納米尺度的高分散碳酸鈣品種，晶形呈立方體。該品利用離心動(dòng)力床碳化技術(shù)，嚴(yán)格控制碳酸化反應(yīng)條件，并對(duì)碳酸鈣粉體表面進(jìn)行最大限度的解聚、改性制備而得，具有粒度細(xì)、粒徑分布范圍窄、分散性能優(yōu)異、易塑化、高活性等特征?？娠@著提高制成品的強(qiáng)度和表面光潔度及其它多項(xiàng)理化指標(biāo)，并可降低制成品的綜合加工成本，具有較佳的性?xún)r(jià)比。主要用于PVC涂層、線纜、型材管材、電子磁卡等行業(yè)。橡膠應(yīng)用范圍：天然膠，丁腈，丁苯，混煉膠等，適用于輪胎、膠管、膠帶以及油封、汽車(chē)配件等橡膠制品中。 應(yīng)用特性：經(jīng)過(guò)表面改性處理后的納米碳酸鈣與橡膠有很好的相容性，具有補(bǔ)強(qiáng)、填充、調(diào)色、改善加工藝和制品的性能，可使橡膠易混煉、易分散，混煉

16、后膠質(zhì)柔軟，橡膠表面光滑；可使制品的延伸性、抗張強(qiáng)度、撕裂強(qiáng)度等有本質(zhì)的提高；可以降低含膠率或部分取代鈦白粉、白炭黑等價(jià)格昂貴的白色填料，提高產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。納米級(jí)超細(xì)碳酸鈣具有超細(xì)、超純的特點(diǎn)，生產(chǎn)過(guò)程中有效控制了晶形和顆粒大小，而且進(jìn)行了表面改性。因此其在橡膠中具有空間立體結(jié)構(gòu)、又有良好的分散性，可提高材料的補(bǔ)強(qiáng)作用。如鏈狀的納米級(jí)超細(xì)碳酸鈣，在橡膠混煉中，鎖鏈狀的鏈被打斷，會(huì)形成大量高活性表面或高活性點(diǎn)，它們與橡膠長(zhǎng)鏈形成鍵連結(jié)，不僅分散性好，而且大大增強(qiáng)了補(bǔ)強(qiáng)作用。值得注意的是，它不但可以作為補(bǔ)強(qiáng)填充料單獨(dú)使用，而且可根據(jù)生產(chǎn)需求與其他填充料配合使用，如：炭黑、白炭黑、輕鈣重鈣、鈦白

17、粉、陶土等，達(dá)到補(bǔ)強(qiáng)、填充、調(diào)色、改善加工工藝和提高制品性能、降低含膠率或部分取代白炭黑、鈦白粉等價(jià)格昂貴的白色填料的目的。密封膠粘材料應(yīng)用范圍：硅酮、聚流、聚氨酯、環(huán)氧等密封結(jié)構(gòu)膠膠。 應(yīng)用特性：應(yīng)用于密封膠粘材料中，與膠料有很好的親和性，可以加速膠的交聯(lián)反應(yīng)，大大改善體系的觸變性，增強(qiáng)尺寸穩(wěn)定性，提高膠的機(jī)械性能，且添加量大，達(dá)到填充急補(bǔ)強(qiáng)雙重作用。同時(shí)，它能使膠料表面光亮細(xì)膩。G-CC膠黏劑專(zhuān)用納米碳酸鈣。分子式（Formula）：CaCO3。相對(duì)分子質(zhì)量（Molecular Weight）：100.09。外觀（Appearance）：白色粉末。用途（Useage）：膠黏劑、密封劑等G-

18、CC膠黏劑專(zhuān)用納米碳酸鈣是采用國(guó)內(nèi)首創(chuàng)、國(guó)際領(lǐng)先的“離心動(dòng)力床碳化”技術(shù)制備的納米碳酸鈣產(chǎn)品，具有結(jié)晶完整，粒徑小，粒度分布范圍窄，比表面積大，活性高等特點(diǎn)。配合復(fù)合表面處理劑及分段活化工藝技術(shù)，使產(chǎn)品具有較強(qiáng)的應(yīng)用適應(yīng)性。該產(chǎn)品廣泛使用于反應(yīng)型膠黏劑、熱熔型膠黏劑、氯丁橡膠膠黏劑、有機(jī)硅膠黏劑及密封膠等。在大幅度降低成本的前提下，可使膠接性能、補(bǔ)強(qiáng)性、耐熱性得到全面提高。且擁有優(yōu)異的觸變性、抗坍塌性、貯存穩(wěn)定性，是較為理想的膠黏劑專(zhuān)用納米碳酸鈣產(chǎn)品。涂料應(yīng)用范圍：水性涂料和油性涂料。 應(yīng)用特性：大大改善體系的觸變性，可顯著提高涂料的附著力，耐洗刷性，耐沾污性，提高強(qiáng)度和表面光潔度，并具有很好

19、的防沉降作作用。部分取代鈦白粉，降低成本?？勺鳛轭伭咸畛鋭哂屑?xì)膩、均勻、白度高、光學(xué)性能好等優(yōu)點(diǎn)，納米級(jí)超級(jí)碳酸鈣具有空間位阻效應(yīng)，在制漆中，能使配方密度較大的立德粉懸浮，起防沉降作用。制漆后，漆膜白度增加，光澤高，而遮蓋力卻不下降，這一特性使其在涂料工業(yè)被大量推廣應(yīng)用。 G-106超分散沉淀碳酸鈣，分子式（Formula）：CaCO3，相對(duì)分子質(zhì)量（Molecular Weight）：100.09，外觀（Appearance）：白色粉末，用途（Useage）：涂料、PVC管道。G-106超分散沉淀碳酸鈣（PCC）為米粒狀結(jié)構(gòu)，粒度均一性好，分布范圍窄，具有超分散特征。應(yīng)用于水性涂料中，大

20、大改善體系的觸變性，可顯著提高涂料的附著力，耐洗刷性，耐沾污性，并具有很好的抗（防）沉降作用；明顯改善涂料觸變性，流平性，提升涂料機(jī)械強(qiáng)度，增強(qiáng)耐洗刷性，提高涂料自潔力。應(yīng)用于各類(lèi)PVC管道加工，尤其用于PVC大口徑雙壁波紋管生產(chǎn)中，可大幅度提高制成品的環(huán)剛度，增加填充量，降低生產(chǎn)成本。油墨 應(yīng)用范圍：適用于平版膠印油墨、凹版印刷油墨等。 應(yīng)用特性：使用納米碳酸鈣所配置的油墨，身骨及粘性較好，故具有良好的印刷性能；穩(wěn)定性好；干性快且沒(méi)有相反作用；由于顆粒小，故印品光滑，網(wǎng)點(diǎn)完整，可以提高油墨的光潔度，適用于高速印刷。 作為填料，可替代價(jià)格較高的膠質(zhì)鈣，并可提高油墨的光澤度和亮度。 G-OT油墨

21、專(zhuān)用納米碳酸鈣分子式（Formula）：CaCO3，相對(duì)分子質(zhì)量（Molecular Weight）：100.09，外觀（Appearance）：微黃色粉末 ，用途（Useage）：油墨。G-OT油墨專(zhuān)用納米碳酸鈣是我公司采用國(guó)內(nèi)首創(chuàng)、國(guó)際領(lǐng)先的“離心動(dòng)力床碳化”技術(shù)制備的納米碳酸鈣產(chǎn)品，配合復(fù)合表面處理劑及分段活化工藝技術(shù)，使產(chǎn)品具有較強(qiáng)的應(yīng)用適應(yīng)性。 該品作為油墨填充劑，廣泛應(yīng)用于各類(lèi)印刷油墨中以降低生產(chǎn)成本，調(diào)節(jié)油墨墨性和色濃度。該品具有顏色純，親油性好，分散性佳等特點(diǎn)，可提高油墨的著色力、遮蓋力、耐光性和抗老化性能，提高顏料分散性和油墨印刷適性，使油墨再現(xiàn)色域增大，在產(chǎn)品透明度、光澤度

22、等方面，可與氫氧化鋁相媲美。是較為理想的油墨專(zhuān)用納米碳酸鈣產(chǎn)品。主要用于樹(shù)脂型亮光膠印油墨，也用以制造沖淡劑。造紙應(yīng)用范圍：卷煙紙、記錄紙、簿頁(yè)印刷紙、高白度銅版紙以及高檔衛(wèi)生巾、紙尿布等。 應(yīng)用特性：造紙中加入納米碳酸鈣可以提高紙張的松密度、表觀細(xì)膩性、吸水性；提高特種紙的強(qiáng)度、高速印刷性；調(diào)節(jié)卷煙紙的燃燒速度?？捎糜谕坎技庸ぜ埖脑希貏e是用于高級(jí)銅版紙。由于它分散性能好，粘度低，能有效的提高紙的白度和不透明度，改進(jìn)紙的平滑度、柔軟度，改善油墨的吸收性能，提高保留率。 G-102造紙涂布專(zhuān)用沉淀碳酸鈣，分子式（Formula）：CaCO3，相對(duì)分子質(zhì)量（Molecular Weight）：

23、100.09，外觀（Appearance）：白色漿狀或粉末。用途（Useage）：造紙涂布。G-102造紙涂布專(zhuān)用沉淀碳酸鈣（PCC）填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)在該產(chǎn)品領(lǐng)域的空白。該品為小紡錘或米粒狀結(jié)構(gòu)，粒度呈高分散、均一性分布，具有很好的剪切流變性，適合高固含量涂布要求，可提高紙張的印刷光澤度，改善油墨吸收性，有著造紙涂布級(jí)重質(zhì)碳酸鈣（GCC）無(wú)法比擬的性能。適宜于高級(jí)銅版紙、白卡紙以及低定量涂布紙等紙種作面涂級(jí)顏料使用，具有特殊的工業(yè)應(yīng)用價(jià)值。根據(jù)用戶(hù)要求，我公司還可生產(chǎn)具有更高印刷適性的，窄級(jí)別粒度分布范圍的柱狀、板狀、立方體狀造紙涂布級(jí)PCC產(chǎn)品品種。1.2納米碳酸鈣的制備日本碳酸鈣的生產(chǎn)，在技術(shù)和

24、新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)方面有獨(dú)到之處，如今已有紡錘形、立方形、針形、球形、鏈狀、無(wú)定形等納米碳酸鈣產(chǎn)品及表面改性產(chǎn)品50余種問(wèn)世。國(guó)內(nèi)80年代開(kāi)始進(jìn)行納米碳酸鈣及其改性的研究，已經(jīng)去的了一定的成果。納米碳酸鈣的制備，最早是用氯化鈣與堿反應(yīng)，制成出生態(tài)石灰乳，再將其與碳酸鈉溶液反應(yīng)而成。此法又稱(chēng)苛化法。由于這樣生成的碳酸鈣中含有微量堿并難除去，故限制了它的應(yīng)用。目前，工業(yè)上采用的納米碳酸鈣制備工藝，主要有間歇碳化法和連續(xù)噴霧碳化法兩種，它們以天然碳酸鈣作為原料，成本低廉，具有開(kāi)發(fā)前景。其工藝流程，包括原料的準(zhǔn)備及納米碳酸鈣后處理三部分。其主要反應(yīng)過(guò)程：原料的準(zhǔn)備和預(yù)處理在納米碳酸鈣制備反應(yīng)中，氫氧化鈣由天然

25、碳酸鈣經(jīng)煅燒、消化提供、二氧化碳由碳酸鈣煅燒的燃燒窯氣經(jīng)凈化壓縮獲得。因此，原料的準(zhǔn)備和預(yù)處理，包括煅燒，消化、凈化、氣體壓縮等環(huán)節(jié)。天然碳酸鈣質(zhì)量的優(yōu)劣，對(duì)納米碳酸鈣產(chǎn)品的質(zhì)量影響較大，需嚴(yán)格控制。其質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的最低要求為：CaCO397%，MgO1%，SiO20.5%，F(xiàn)e2O30.5%，Mn0.0045%。另外，煅燒和消化的工藝條件，也會(huì)影響氫氧化鈣的活性，進(jìn)而影響產(chǎn)品質(zhì)量。一般煅燒溫度不宜過(guò)高，以免產(chǎn)生死燒，使石灰失去活性。高溫消化得到的石灰乳活性較高，但熱能消耗較高，工藝條件需經(jīng)綜合考慮后再確定。1.2.2間歇碳化法間歇碳化法與傳統(tǒng)輕鈣的制備方法比較接近，只是在反應(yīng)過(guò)程中需嚴(yán)格控制反應(yīng)

26、條件，如碳化溫度、二氧化碳流量、石灰乳濃度等，并加入適當(dāng)?shù)奶砑觿?。添加劑的主要作用是促進(jìn)晶體成核和抑制晶體生長(zhǎng)。分無(wú)機(jī)和有機(jī)兩類(lèi)，無(wú)機(jī)添加劑有無(wú)機(jī)酸和堿土金屬等，有機(jī)添加劑為多羧酸等配合物成劑。根據(jù)不同行業(yè)的應(yīng)用要求，控制添加劑的種類(lèi)和用量以及相應(yīng)的反應(yīng)條件，即可得到不同晶形、不同粒徑的納米碳酸鈣產(chǎn)品。如：將濃度1%-20%的氫氧化鈣水漿液，與添加劑A（堿土金屬硫酸鹽）混合，在混合液內(nèi)通入含15%-30%（體積百分比）二氧化碳的惰性氣體或空氣，至漿液pH制為8到9，再加入添加劑B（多磷酸鹽），可使其連接成鏈狀。反應(yīng)結(jié)束后，還可根據(jù)不同的需要對(duì)納米碳酸鈣進(jìn)行表面處理。表面改性劑主要有脂肪酸表面活

27、性劑、偶聯(lián)劑以及無(wú)機(jī)改性劑等。間歇碳化工藝投資少、操作簡(jiǎn)單，目前工業(yè)上采用的較多。但其生成效率低，產(chǎn)品粒徑不均勻，且分布范圍較大，有待進(jìn)一步改進(jìn)。1.2.3連續(xù)噴霧碳化法精制的石灰乳在空心錐形壓力式噴咀的作用下，霧化成一定直徑的滴液，均勻地從碳化塔頂部淋下，與塔底進(jìn)入的二氧化碳混合氣體逆流接觸，進(jìn)行碳化反應(yīng)，制得納米碳化鈣。 噴霧碳化法一般采用兩段或三段連續(xù)碳化工藝，即石灰乳經(jīng)第一段碳化塔碳化得反應(yīng)混合液，然后噴入第二段碳化塔碳化得最終產(chǎn)品，或再?lài)娙氲谌翁蓟M(jìn)行三段碳化得最終產(chǎn)品。由于碳化過(guò)程分段控制。與間歇式碳化法相比，晶體的粒徑和晶形更容易控制。根據(jù)需要，控制適宜的噴霧液滴經(jīng)、氫氧化鈣

28、濃度、碳化塔內(nèi)的氣液比、反應(yīng)溫度、每段的碳化率等條件，即可制得不同晶形的納米碳酸鈣產(chǎn)品。如：在100份濃度為0.5%-5.0%的Ca(OH)2乳液中，加入210份添加劑，調(diào)節(jié)溫度至5-25攝氏度，將該乳液轉(zhuǎn)化為直徑0.1-1.0mm霧滴，由塔頂噴入第一碳化塔通過(guò)可溶性鈣鹽與可溶性碳酸鹽在特定條件下反應(yīng)，通過(guò)控制反應(yīng)溫度、反應(yīng)物濃度及環(huán)境pH等條件可制得不同晶形的納米級(jí)碳酸鈣，該反應(yīng)的優(yōu)點(diǎn)是產(chǎn)品純度高，缺點(diǎn)是制得的晶形不易控制，因而制備時(shí)一般較少采納此法。1.2.4凝膠法凝膠法是從凝膠的兩端或一端讓CO32-和Ca2+擴(kuò)散，在凝膠內(nèi)生成結(jié)晶體的方法。這種方法對(duì)于研究而言最大的優(yōu)勢(shì)是晶體的生成過(guò)程

29、能夠清晰地觀察到，因而對(duì)于研究晶粒控制有很大的幫助。1.2.5非冷凍法非冷凍法是在間歇碳化法的基礎(chǔ)上，通過(guò)分散劑的加入，取代冷凍控溫系統(tǒng)，節(jié)約成本，降低耗能的方法。1.2.6納米碳酸鈣的后處理由于納米碳酸鈣粒度小、比表面積大，其后處理存在著脫水困難、干燥易使其重新團(tuán)聚、研磨易結(jié)塊、包裝粉塵大等問(wèn)題、因此，脫水設(shè)備多采用離心機(jī)，干燥設(shè)備多采用板式或噴霧式，粉碎采用氣流粉碎機(jī)。另外，在納米碳酸鈣制備結(jié)束后，加入表面改性劑處理，可以減輕脫水、干燥、粉碎等過(guò)程產(chǎn)品的再團(tuán)聚。1.3 納米碳酸鈣的表面改性由于納米碳酸鈣表面效應(yīng)的存在，使表面原子處于“裸露”狀態(tài)，周?chē)鄙傧噜彽脑?，有許多懸空鍵，易與其它原

30、子結(jié)合而穩(wěn)定下來(lái)，具有較高的化學(xué)活性，在其制備和應(yīng)用過(guò)程中容易聚集和團(tuán)聚，使已制備出的納米碳酸鈣重新聚合為大顆粒的碳酸鈣，因此有必要對(duì)納米碳酸鈣進(jìn)行表面改性處理。1.3.1有機(jī)酸包覆改性由于納米碳酸鈣表面含有許多親水疏油的羥基，因此使得用有機(jī)酸包覆改性成為可能。Lornzo等采用硬脂酸對(duì)納米碳酸鈣進(jìn)行表面改性，并以改性后的納米碳酸鈣為填料通過(guò)聚酯聚合制備聚乙烯對(duì)苯二甲酸，結(jié)果表明納米碳酸鈣經(jīng)硬脂酸包覆后可增強(qiáng)聚合物基體與納米填料的相容性，形貌分析顯示納米碳酸鈣在聚合物集體中分散良好。偶聯(lián)劑改性鈦酸酯偶聯(lián)劑能與納米碳酸鈣粉末表面的自由質(zhì)子形成化學(xué)鍵，主要是Ti-O鍵，改性后納米碳酸鈣表面覆蓋一層

31、有機(jī)分子膜，能明顯改善其分散性能和流變性能。經(jīng)鈦酸酯偶聯(lián)劑改性后的納米碳酸鈣粒子在環(huán)已酮中基本上達(dá)到了納米尺度的均勻分散：改性后的納米碳酸鈣粒子均勻分散于PVC基體中，可大幅增加PVC的沖擊性能。有機(jī)酸（鹽）偶聯(lián)劑復(fù)合處理硬脂酸（鹽）能與碳酸鈣表面鈣離子形成化學(xué)鍵，與表面羥基發(fā)生氫鍵吸附作用，改性的式樣疏水性較強(qiáng)；偶聯(lián)劑可與填充料表面羥基形成化學(xué)鍵，改性的試樣與有機(jī)介質(zhì)的相容性較好，采用硬脂酸和偶聯(lián)劑作為復(fù)合改性劑，可以綜合兩種改性劑的優(yōu)點(diǎn)，使表面處理達(dá)到最佳效果。復(fù)合改性后的納米碳酸鈣在四氯化碳介質(zhì)中的分散性得到明顯改善。聚合物改性聚合物改性納米碳酸鈣有兩種情況：一種是單體吸附在納米碳酸鈣表

32、面，通過(guò)引發(fā)聚合物在表面接枝高分子鏈；另一種是聚合物直接吸附在納米碳酸鈣表面進(jìn)行改性。研究表明，直接聚合物PS在納米碳酸鈣表面呈多層分布，聚合物反應(yīng)中基團(tuán)聚合為主。表面輻照改性由于納米碳酸鈣表面有弧對(duì)電子，處于熱力學(xué)不穩(wěn)定狀態(tài)，極易與大氣中的水分產(chǎn)生化學(xué)吸附而使粒子表面含有大量的羥基，輻照下容易產(chǎn)生自由基，并引發(fā)單體在其表面自由聚合，在填充料表面形成一層有機(jī)膜或聚合物膜，從而改善填料的表面性質(zhì)與高分子材料的相容性。研究結(jié)果表明，聚丙烯腈接技的碳酸鈣改善了與聚甲醛的界面粘結(jié)狀態(tài)，TPU的加入增強(qiáng)了碳酸鈣與聚甲醛的界面粘結(jié)力。等離子體表面改性等離子體表面改性是利用輝光放電等離子體系統(tǒng)，并用一種或多

33、種氣體為等離子體處理氣體，通過(guò)反應(yīng)在碳酸鈣表面形成一層有機(jī)包覆膜，從而改變納米碳酸鈣表面的性質(zhì)，達(dá)到改性的目的。研究表明，經(jīng)過(guò)等離子體表面而改性的碳酸鈣粉體填充的復(fù)合材料的斷裂伸長(zhǎng)率明顯高于未改性碳酸鈣粉體添加的材料，其中添加30%的等離子體處理的碳酸鈣粉體的復(fù)合材料的斷裂伸長(zhǎng)率為23.4%高于添加10%的未改性碳酸鈣粉體添加的材料的17.5%。說(shuō)明采用等離子體改性的碳酸鈣作為填料，可以顯著增加填料的添加量，同時(shí)具有良好的使用性能。無(wú)機(jī)物改性無(wú)機(jī)物改性一方面可以改善納米碳酸鈣的分散性，另一方面可以改善納米碳酸鈣的耐酸性。如磷酸酯能夠與納米碳酸鈣粒子表面的鈣離子反應(yīng)，生成磷酸鹽沉積或包覆于納米粒

34、子的表面，從而改善其分散性和親油性。研究表明，硅氟酸的濃度對(duì)表面包覆層的形成有重大影響，改性后的納米碳酸的耐酸性得到顯著增強(qiáng)。1.4 納米碳酸鈣的研究現(xiàn)狀及發(fā)展方向作為碳酸鈣系列產(chǎn)品中的高端產(chǎn)品，近年來(lái)納米碳酸鈣的研制、開(kāi)發(fā)和應(yīng)用已受到國(guó)內(nèi)外的普遍關(guān)注。日本在納米碳酸鈣生產(chǎn)技術(shù)、新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)和應(yīng)用方面處于國(guó)際領(lǐng)先地位。我國(guó)對(duì)納米碳酸鈣的幾種工藝，其技術(shù)水平已達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，但與國(guó)外相比，我國(guó)的納米碳酸鈣專(zhuān)用化、功能化的品種還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，改性劑品種少，產(chǎn)品形狀不規(guī)則，粒徑分布較寬，質(zhì)量不穩(wěn)定，不能生產(chǎn)晶形可控制的納米碳酸鈣。納米碳酸鈣作為一種填充料，廣泛應(yīng)用于各種行業(yè)，在實(shí)際應(yīng)用不同行業(yè)所需碳酸鈣

35、的性能有所不同，因此，必須運(yùn)用分子機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)原理，開(kāi)發(fā)研制新型、高效、價(jià)格低廉的改性劑，提高改性納米碳酸鈣的專(zhuān)用性；采用先進(jìn)的改性工藝和設(shè)備，建立改性納米碳酸鈣質(zhì)量表征體系和質(zhì)量控制體系，使我國(guó)專(zhuān)用性、功能性納米碳酸鈣的研制和生產(chǎn)提高到更高水平，在技術(shù)，品種和數(shù)量上趕超世界先進(jìn)水平。1.5本課題研究目的及研究?jī)?nèi)容納米碳酸鈣是20世紀(jì)80年代發(fā)展起來(lái)的一種新型功能性無(wú)機(jī)非金屬礦物填料。納米碳酸鈣是指粒徑在1100 nm之間的碳酸鈣產(chǎn)品。由于碳酸鈣粒子的超細(xì)化，其晶體結(jié)構(gòu)和表面電子結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，產(chǎn)生了普通碳酸鈣所不具有的表面效應(yīng)、量子尺寸效應(yīng)、小尺寸效應(yīng)和宏觀量子隧道效應(yīng)，這些特殊的納米材料特性使得

36、納米碳酸鈣在磁性、光熱阻、催化性、熔點(diǎn)等方面顯示出極大的優(yōu)越性。因此，探討不同合成條件對(duì)納米碳酸鈣合成顆粒和晶型的影響顯得十分重要。本課題是在室溫條件下，以氯化鈣、氨水、二氧化碳為原料，二氧化碳通氣量為100mL/min，氯化鈣與氨水摩爾比為1:3的實(shí)驗(yàn)條件下采用微孔分散法制備納米碳酸鈣完全結(jié)晶的晶體。通過(guò)對(duì)合成粉體進(jìn)行激光粒度分析，XRD測(cè)試，(透射電子顯微鏡)TEM，來(lái)探討氯化鈣濃度對(duì)碳酸鈣完全結(jié)晶晶體類(lèi)型的影響。第二章實(shí)驗(yàn)部分2.1 實(shí)驗(yàn)試劑及儀器實(shí)驗(yàn)試劑表2-1實(shí)驗(yàn)主要試劑藥品名稱(chēng)規(guī)格生產(chǎn)廠家氯化鈣分析純天津市福晨化學(xué)試劑廠氨水 二氧化碳分析純普通國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司工業(yè)鋼罐儲(chǔ)存無(wú)

37、水乙醇分析純國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司去離子水湖工大分析測(cè)試中心廣泛PH試紙上海經(jīng)濟(jì)區(qū)試劑公司實(shí)驗(yàn)儀器表2-2實(shí)驗(yàn)主要儀器儀器名稱(chēng)型號(hào)生產(chǎn)廠家微孔合成儀實(shí)驗(yàn)自組裝高速冷凍離心機(jī)CT15RT上海天美生化儀器有限公司超聲波清洗機(jī)SB-3200D寧波新芝生物科技有限公司電動(dòng)攪拌器功率90W江蘇金壇榮華儀器制造公司電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱DHG-9070A上海齊欣科學(xué)儀器有限公司流量計(jì)LZB 2余姚市遠(yuǎn)大儀表廠熱重分析儀WTG武漢理工大學(xué)材料學(xué)院研制透射電鏡TEM2100F日本JEOL公司電子天平AL204梅特勒-利多儀器有限公司激光粒度Zeta電位分析儀Plus型美國(guó)Brookhaven公司傅立葉紅外光譜儀

38、NEXUS美國(guó)尼高立儀器公司轉(zhuǎn)靶X-射線分析儀D/MAX-RBRIGAKU，Corporation，Japan2.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)在通氣流量一定的前提下，考察不同濃度的CaCl2溶液對(duì)CaCO3粉體生成晶體類(lèi)型的影響。CO2流量取100mL/min，CaCl2溶液濃度分別為9.0wt%，10.5wt%，12.0wt%，13.5wt%，15.0wt%;CaCl2:NH3H2O=1:3(摩爾比);如表2-3所示：表2-3 實(shí)驗(yàn)方案 序號(hào)CaCl2%酸加入量CO2流量初始pH19.0油酸0%10011.2210.5油酸0%10011.2312.0油酸0%10011.2413.5油酸0%10011.251

39、5.0油酸0%10011.22.3 納米碳酸鈣的制備實(shí)驗(yàn)流程圖實(shí)驗(yàn)流程簡(jiǎn)圖如圖2-1所示氯化鈣溶液加入氨水碳化反應(yīng)分析檢測(cè)干燥離心圖2-1 實(shí)驗(yàn)流程圖實(shí)驗(yàn)步驟1、配置氯化鈣溶液：用電子天平稱(chēng)取18gCaCl2并加入裝有182g的去離子水的燒杯中。（你這樣寫(xiě)相當(dāng)于只寫(xiě)了一個(gè)樣品的制備過(guò)程）2、將溶液移入實(shí)驗(yàn)容器中，以100ml/min的流速通入CO2氣體；3、按CaCl2:NH4OH=1:3(摩爾比)的比例稱(chēng)取31.819g氨水，將氨水加入到氯化鈣溶液中并進(jìn)行攪拌;4、觀察反應(yīng)過(guò)程，當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行至溶液ph值為7時(shí)停止反應(yīng)，吸取反應(yīng)體系里面的液體放入離心試管中，離心五分鐘(轉(zhuǎn)速7500r/min)。

40、離心完畢后倒掉上層清液，加入無(wú)水乙醇振蕩2min，再以相同的轉(zhuǎn)速和時(shí)間離心一次。再去掉上層清液，加入無(wú)水乙醇振蕩2min，再以相同的速度和時(shí)間離心一次，去掉上層清液。最后加入少量的無(wú)水乙醇使納米碳酸鈣分散其中，移到蒸發(fā)皿中在真空干燥箱中(80)干燥，干燥完畢后稍加研磨即得到粉末合成物。5、重復(fù)上訴實(shí)驗(yàn)過(guò)程分別利用不同濃度的氯化鈣溶液配比一共得到五組粉末合成物。6、做完實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的產(chǎn)品后對(duì)其進(jìn)行各種檢測(cè)。2.4納米碳酸鈣的表征與測(cè)試2.4.1激光粒度分析利用激光粒度分析儀可以快速準(zhǔn)確的測(cè)出粉末的粒度大小及分布范圍，本次實(shí)驗(yàn)采用美國(guó)Brookhaven激光粒度Zeta電位分析儀對(duì)樣品進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試前

41、將所得樣品用取樣勺取微量至于試管中，再放在超聲波中振蕩一小時(shí)，然后將已配溶液至于樣品池中檢測(cè)。2.4.2掃描電子顯微鏡掃描電子顯微鏡的制造是依據(jù)電子與物質(zhì)的相互作用。當(dāng)一束高能的入射電子轟擊物質(zhì)表面時(shí)，被激發(fā)的區(qū)域?qū)a(chǎn)生二次電子、俄歇電子、特征x射線和連續(xù)譜X射線、背散射電子、透射電子，以及在可見(jiàn)、紫外、紅外光區(qū)域產(chǎn)生的電磁輻射。同時(shí)，也可產(chǎn)生電子-空穴對(duì)、晶格振動(dòng) （聲子）、電子振蕩 （等離子體）。原則上講，利用電子和物質(zhì)的相互作用，可以獲取被測(cè)樣品本身的各種物理、化學(xué)性質(zhì)的信息，如形貌、組成、晶體結(jié)構(gòu)、電子結(jié)構(gòu)和內(nèi)部電場(chǎng)或磁場(chǎng)等等。2.4.3 X射線衍射X射線衍射（X-ray Diffra

42、ction，XRD）物相分析是指通過(guò)對(duì)材料進(jìn)行X射線衍射，分析其衍射圖譜。測(cè)定的內(nèi)容包括各組分的結(jié)晶情況、所屬的晶相、晶體的結(jié)構(gòu)、各種元素在晶體中的價(jià)態(tài)、成鍵狀況等。波長(zhǎng)為的入射束分別照射到處于相鄰晶面的兩原子層上，晶面間距為d，在與入射角相等的反射方向便產(chǎn)生散射線。當(dāng)光程差等于波長(zhǎng)的整數(shù)倍n時(shí)，光線就可以出現(xiàn)干涉加強(qiáng)，即發(fā)生衍射。因此，其衍射條件可以用布拉格方程描述：2dsin=n圖2-2 方解石的(JCPDS47-1743)的PDF卡圖2-3球霰石的(JCPDS47-1743)的PDF卡第三章結(jié)果與討論3.1 納米碳酸鈣的粒徑分析對(duì)于不同原理的粒度分析儀器，由于其所依據(jù)的工作原理、構(gòu)造、采

43、用的理論模式、計(jì)算方法以及樣品顆的形狀和特性也不相同，都會(huì)引起同一樣品在不同激光粒度測(cè)試上測(cè)量的結(jié)果不可能完全相同。所以只能進(jìn)行等效對(duì)比，不能進(jìn)行橫向直接對(duì)比。另外，測(cè)量條件如分散劑、超聲時(shí)間等也會(huì)影響測(cè)量結(jié)果。同一種顆粒在不同分散介質(zhì)中分散情況也不同。因此離開(kāi)所處的分散介質(zhì)來(lái)談粉體的粒徑及分布毫無(wú)意義。因此，在本實(shí)驗(yàn)中測(cè)量碳酸鈣粉體粒度時(shí)，采用同一臺(tái)激光粒度分析儀，分散介質(zhì)為無(wú)水乙醇，保持相同的超聲時(shí)間，并盡量保持同樣的測(cè)試條件，以求得到盡量可靠的、可比較的粒度及粒度分布數(shù)據(jù)。實(shí)驗(yàn)所得樣品經(jīng)激光粒度分析儀測(cè)得的結(jié)果列于表3-1中。(a)(b) (c)(d)(e)圖3-1不同質(zhì)量濃度氯化鈣所制

44、備的碳酸鈣樣品的粒徑圖（a）氯化鈣質(zhì)量濃度9.0%（b）氯化鈣質(zhì)量濃度10.5%(c)氯化鈣質(zhì)量濃度12.0%(d)氯化鈣質(zhì)量濃度13.5%(e)氯化鈣質(zhì)量濃度15.0%（圖在文字里沒(méi)有說(shuō)，還有圖的放大和縮小要按比例）在表3-1中可以看出，當(dāng)氯化鈣的濃度不同的時(shí)候，對(duì)納米碳酸鈣的有效粒徑是有影響的，首先我們分析氯化鈣在濃度為9.0wt%到10.5wt%時(shí)候，納米碳酸鈣的有效粒徑是增加的。9.0wt%氯化鈣濃度時(shí)納米碳酸鈣粒徑在199.07314.35nm，1237.861954.75nm時(shí)所占的比例分別為為2.8535.84%和43.63100.0%。10.5wt%的氯化鈣濃度納米碳酸鈣的粒徑

45、在80.28156.28nm，303.84591.11nm和2230.215140.2nm時(shí)所占的比例分別為1.047.41%，13.3945.86%和49.33100.00%。由此可以看出，在此范圍內(nèi)氯化鈣濃度的增加對(duì)合成納米碳酸鈣的有效粒徑產(chǎn)生了影響，使其變大，而粒徑所占的比例也沒(méi)有明顯的變化但是在10.5wt%的氯化鈣溶液下通過(guò)實(shí)驗(yàn)所產(chǎn)生的納米碳酸鈣顆粒大小與9、0wt%的氯化鈣溶液通過(guò)實(shí)驗(yàn)所產(chǎn)生的納米碳酸鈣顆粒大小有明顯的不同，10.5wt%的氯化鈣濃度時(shí)大尺寸顆粒的納米碳酸鈣所占比例要多一些。再通過(guò)對(duì)比12.0wt%，13.5wt%和15.0wt%的不同濃度的氯化鈣時(shí)可以看出納米碳酸

46、鈣的有效粒徑在明顯的增加，可以看出當(dāng)反應(yīng)物濃度較低時(shí)，單位時(shí)間內(nèi)向溶液中加入的反應(yīng)物在溶液中所形成沉淀的局部過(guò)飽和度較低，導(dǎo)致晶核的形成數(shù)量較少，不能在瞬間產(chǎn)生大量的晶核。而晶核的形成速率和晶核的生長(zhǎng)速率又是處在相互競(jìng)爭(zhēng)的狀態(tài)下，所以晶核的生長(zhǎng)在對(duì)構(gòu)晶分子的競(jìng)爭(zhēng)中占主動(dòng)，所以易形成較大的晶粒。隨著反應(yīng)物濃度的繼續(xù)增大，單位時(shí)間內(nèi)向溶液中加入的反應(yīng)物在溶液中所形成沉淀的局部過(guò)飽和度也隨之增大到了一定的程度，致使短時(shí)間內(nèi)有大量的沉淀生成析出，加快了晶核的生長(zhǎng)速率，不利于控制產(chǎn)物的晶粒，導(dǎo)致生成較大的顆粒。表3-1 不同氯化鈣質(zhì)量濃度制備樣品的粒徑分布表序號(hào)氯化鈣濃度(wt%)粒徑及其分布1-19.

47、0199.07-314.35 2.85-35.84% 1237.86-1954.7543.63-100.0% ,2-110.5303.84-591.11 13.39-45.86%2230.21-5140.2149.33-100.00%3-112.0181.79-253.90 5.52-40.86%，966.20-1467.23 43.17-100.00%4-113.5202.64-287.77 6.84-45.62%，1170.511662.3052.70-100.00%，5-115.0557.40-743.96 13.79-35.45%492.33-10000.0056.84-100.00%

48、3.2納米碳酸鈣的SEM分析（a）（b）（每個(gè)圖都有一個(gè)對(duì)應(yīng)的符號(hào)，abcd）圖3-2(a)(b) CaCl2 質(zhì)量濃度10.5%和(c)(d) CaCl2 質(zhì)量濃度13.5%樣品的SEM圖 (a) CaCl2 質(zhì)量濃度10.5% (b) CaCl2 質(zhì)量濃度13.5%如SEM分析圖所示，圖（a）圖（b）分別是納米碳酸鈣在濃度為10.5wt%的氯化鈣溶液和13.5wt%下反應(yīng)到溶液的ph為7時(shí)的顆粒形貌。對(duì)比兩組不同濃度的氯化鈣溶液對(duì)合成納米碳酸鈣的影響，如圖分析，（a）圖片中有沒(méi)有明顯的方解石晶體，具有較好的分散性。而圖（b）也看不出明顯的方解石晶體，但是晶體比較容易聚團(tuán)。在XRD圖譜中繼續(xù)

49、分析在氯化鈣濃度為15.0wt%時(shí)的納米碳酸鈣的情況。3.3納米碳酸鈣的XRD分析圖3-3納米碳酸鈣XRD圖 (a)9.0wt%CaCl2 (b)10.5wt%CaCl2 (c) 12.0wt%CaCl2（d）13.5wt%CaCl2 （e）15.0wt%CaCl2圖3-1納米碳酸鈣的XRD圖（什么亂七八糟的圖標(biāo)）對(duì)納米碳酸鈣粉末進(jìn)行XRD測(cè)試，衍射圖譜如圖3-3所示。對(duì)照PDF標(biāo)準(zhǔn)卡片可得，圖中所有制得的碳酸鈣的晶型既有方解石又有球霰石，即表示CaCl2的濃度變化有改變其晶型。其中(a)線條為9.0wt%CaCl2，(b)線條為10.5wt%CaCl2，(c) 線條為12.0wt%CaCl2

50、，（d）線條為13.5wt%CaCl2 ，（e）線條為15.0wt%CaCl2。通過(guò)圖3-1可以分析出，（a）（b）（c）（d）四組CaCl2溶液對(duì)納米碳酸鈣的影響基本上是一致的，沒(méi)有明顯的方解石晶體，波峰也差不多出現(xiàn)在同一位置。圖（b）中會(huì)看到明顯的球霰石。但是（e）中與其他幾組有明顯的不同，波峰出現(xiàn)多次震蕩，而且有明顯的方解石出現(xiàn)，也有球霰石。說(shuō)明在濃度為15.0wt%CaCl2溶液中對(duì)納米碳酸鈣的影響較大。（格式不對(duì)）3.4反應(yīng)機(jī)理的探討利用氯化鈣溶液合成納米碳酸鈣的反應(yīng)主要有以下幾個(gè)基本反應(yīng)：CO2(g) = CO2(aq) (1)CO2(aq) + H2O = H2CO3(aq) (

51、2)H2CO3(aq) = H+ + HCO3(3)HCO3 = H+ + CO32 (4)CaCl2 = Ca2+ + 2Cl(5)NH3H2O = HN4+ + OH(6)OH + H+ = H2O (7)Ca2+ + CO32 = CaCO3(s) (8)在這些基本反應(yīng)中，(1)為二氧化碳的吸收反應(yīng)，將二氧化碳通入到氯化鈣溶液中，然后邊攪拌邊加入氨水進(jìn)行反應(yīng)，在復(fù)分解反應(yīng)體系中，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，體系的PH是不斷變化的，因而可以根據(jù)PH的變化來(lái)監(jiān)測(cè)反應(yīng)過(guò)程，并判斷反應(yīng)的進(jìn)程（這是什么東西呢？不能探討反應(yīng)機(jī)理就不探討，就這樣堆上幾句話(huà)就是反應(yīng)機(jī)理？）3.5 展望（看看你這段的格式與其它的一樣

52、嗎？）1)本文對(duì)方解石型和球霰石型碳酸鈣的合成進(jìn)行了研究，尚未研究文石型碳酸鈣的合成，可迸一步加以研究。2)添加劑對(duì)不同形貌和晶型碳酸鈣的影響機(jī)理需要進(jìn)一步研究。3)對(duì)不同晶型和形貌碳酸鈣產(chǎn)品的性質(zhì)和應(yīng)用范圍尚未研究，因此需進(jìn)一步研究拓展其應(yīng)用價(jià)值。4)以氯化鈣為原料制備納米碳酸鈣具有諸多優(yōu)點(diǎn)，但產(chǎn)品在應(yīng)用時(shí)仍有很多地方需要進(jìn)一步完善，如納米碳酸鈣的表面改性、干燥方法等后處理技術(shù)。 結(jié) 論本實(shí)驗(yàn)采用微孔合成儀，在室溫下采用碳化法成功合成了納米碳酸鈣產(chǎn)品。在不加添加劑和通氣量一定的前提下，考察了反應(yīng)物氯化鈣溶液的濃度對(duì)合成碳酸鈣晶體類(lèi)型的影響。XRD結(jié)果顯示，當(dāng)反應(yīng)物溶液濃度為7.5wt%、9.

53、0wt%、10.5wt%、12.0wt%、13.5wt%、15.0wt%時(shí)，合成完全的類(lèi)型既有球霰石又有有方解石。這是因?yàn)樵谔蓟耆珪r(shí)，反應(yīng)物氯化鈣的濃度越大，越不好控制納米碳酸鈣的形成，在濃度低于13.5wt%沒(méi)有方解石的形成，而當(dāng)氯化鈣濃度達(dá)到15.0wt%時(shí)候，納米碳酸鈣晶體類(lèi)型的影響較大，通過(guò)XRD圖譜我們看到了方解石。在聚團(tuán)方面，當(dāng)氯化鈣的濃度越大，聚團(tuán)越明顯。致 謝白駒過(guò)隙，四年的大學(xué)求學(xué)生涯不經(jīng)意間已從指縫中流走?；厥淄?，許多細(xì)節(jié)還歷歷在目，值此畢業(yè)論文完成之際，我向所有關(guān)心、愛(ài)護(hù)、幫助過(guò)我的人表示最誠(chéng)摯的感謝。本論文是在導(dǎo)師蔣久信副教授的悉心指導(dǎo)下完成的。蔣老師的諄諄教導(dǎo)，不

54、僅幫助我彌補(bǔ)了很多專(zhuān)業(yè)知識(shí)的空白，而且真正的堅(jiān)持著授人以漁的教學(xué)原則。老師的博學(xué)審慎、精益求精的學(xué)術(shù)作風(fēng)，風(fēng)趣幽默的語(yǔ)言，榮辱不驚的諄諄教導(dǎo)，讓我學(xué)習(xí)到很多終身受用的為人處事的道理。本論文的每部分都得到了蔣老師的耐心指導(dǎo)，傾注了大量的心血，在此向蔣久信老師表示最真誠(chéng)的謝意和祝愿！我要特別感謝我的父母，父母無(wú)私的奉獻(xiàn)、不斷的鼓勵(lì)讓我在遇到挫折的時(shí)候鼓起勇氣，繼續(xù)前進(jìn)；讓我在取得優(yōu)秀的成績(jī)的時(shí)候兵不卸甲，繼續(xù)努力；沒(méi)有父母無(wú)微不至的關(guān)懷與鼓勵(lì)，就沒(méi)有我健康的成長(zhǎng)，謝謝我的父母！同時(shí)也要感謝陳艷林老師、常鷹老師、嚴(yán)明老師等，這四年來(lái)對(duì)我的指導(dǎo)和幫助，不僅讓我掌握了很多的理論知識(shí)，還讓我對(duì)生活有了更深

55、刻的認(rèn)識(shí)，學(xué)習(xí)著捕捉生活的細(xì)節(jié)、享受著生活帶來(lái)的快樂(lè)。感謝同班同學(xué)許娟、鄭正、陳龍、吳世宏等在四年的學(xué)習(xí)、生活中給我的關(guān)心與幫助，是他們陪我度過(guò)了我人生中難忘的四年，他們讓我在這四年的求學(xué)生涯中不斷成長(zhǎng)，這份珍貴的友誼我將終身難忘，再此表示感謝！四年的大學(xué)生活短暫而又充實(shí)，雖然還有遺憾、雖然還有不完美，但必然是我今后人生道路上不可或缺的寶貴財(cái)富。我將以更飽滿(mǎn)的狀態(tài)投入到今后的工作生活中，用成績(jī)回報(bào)所有關(guān)心與幫助我的人，回報(bào)社會(huì)。簽 名： 年月日參考文獻(xiàn)1 Kang Y S, Han C, Jung H W, et a1. Synthesis of calcium carbonate in a pure ethanol and aqueous ethanol solution as the solventJ. Journal of