吉林師范大學

PAGE吉林師范大學高等學歷繼續(xù)教育學士學位論文（設(shè)計）論文題目三號黑體，不要改變格式，不要刪除下劃線，填寫完成后所有下劃線要對齊：____________________________________三號黑體，不要改變格式，不要刪除下劃線，填寫完成后所有下劃線要對齊____________________________________年級：專業(yè)：姓名：聯(lián)系電話：指導教師：函授站：完成日期：年月日

獨創(chuàng)性聲明本人對本文有以下聲明：1.本人所呈交的論文是在指導教師指導下進行的研究工作及取得的研究成果，已按相關(guān)要求及時提交論文稿件，最終形成本文；2.在撰寫過程中主動與導師保持密切聯(lián)系，及時接受導師的指導；3.本文符合相關(guān)格式要求，除文中特別加以標注的地方外，論文中單篇引用他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果不超過800字；4.本文成稿過程中不存在他人代寫、抄襲或和他人論文雷同的現(xiàn)象。論文作者簽名：指導教師簽名：日期：年月日吉林師范大學高等學歷繼續(xù)教育學士學位論文任務(wù)書姓名學號論文題目主要內(nèi)容宋宋體小四，字數(shù)不超過100字，由學生填寫指導教師評語指導教師簽名年月日學院意見蓋章年月日吉林師范大學高等學歷繼續(xù)教育學士學位論文答辯記錄及成績評定表姓名成績成績由學校統(tǒng)一填寫成績由學校統(tǒng)一填寫論文題目答辯過程記錄問題1.………答：宋宋體小四，問題不少于兩個，問題一定要跟論文相符問題2.…………答：答辯小組評語宋宋體小四組長簽字：年月日學院意見蓋章年月日目自動生成目錄的方法：先將目錄中將要出現(xiàn)的標題分別設(shè)置為一級、二級、三級標題，同時設(shè)置字體、字號，然后點擊“插入”中“引用”，找到“索引和目錄”自動生成目錄的方法：先將目錄中將要出現(xiàn)的標題分別設(shè)置為一級、二級、三級標題，同時設(shè)置字體、字號，然后點擊“插入”中“引用”，找到“索引和目錄”點擊“確定”，即可生成目錄。標題：黑體三號，居中；內(nèi)容：一級標題黑體三號，二級標題黑體小三；行距：1.5倍；（可根據(jù)實際情況自行調(diào)整行距）此頁不加頁碼；自動生成目錄。論文排版要求：規(guī)范、美觀文字兩端對齊；數(shù)字與單位之間空1格；圖與圖題排在一版內(nèi)；圖與下文文字間空1行；表示“比例”等一些符號應(yīng)從“插入”中的“符號”中插入；所有英文和數(shù)字均用TimesNewRoman字體。論文總體格式及要求：（1）頁面設(shè)置：上、下、右邊界各2.5cm，左邊界3cm；（2）頁面下方正中加頁碼；（3）打?。篈4紙、單面；（4）裝訂：左側(cè)；裝訂順序：論文封面、論文題目、目錄、正文、附錄(可有可無)、附件(論文任務(wù)書、指導記錄、答辯記錄)。摘要 1引言 31實驗部分 31.1試劑與儀器 31.2實驗裝置圖 31.3反應(yīng)機理 41.4樣品制備 41.5樣品表征 42結(jié)果與討論 42.1XRD分析 42.2TEM分析 52.3FT-IR分析 52.4油酸鈉用量對碳酸鈣粒徑的影響 62.5Ca(OH)2質(zhì)量分數(shù)對粒徑的影響 62.6反應(yīng)溫度對碳酸鈣直徑的影響 72.7CO2流量對CaCO3平均粒徑和反應(yīng)時間的影響 72.8白度和吸油值的測定 83結(jié)論 8參考文獻 8PAGE8鏈狀納米碳酸鈣的制備及其性能表征黑體三號，居中，黑體三號，居中，少于20字張某某指導教師指導教師：宋體小三，居中；姓名：宋體小三指導教師：宋體小三，居中；姓名：宋體小三，加粗，下劃線，居中。摘要摘要標題：黑體小三；摘要內(nèi)容：宋體四號；行間距：20磅。：采用碳化法，以油酸鈉(SO)為添加劑，通過對實驗條件的控制，合成了由小立方體晶粒連接而成的鏈狀納米碳酸鈣，粒子的長徑比約為6∶1，粒徑分布均勻、分散性良好、白度高、吸油值低。同時，通過電子透射電鏡(TEM)、X射線衍射(XRD)、傅里葉紅外光譜(FT-IR)、白度(Whiteness)和吸油值等測試手段對產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)和性能進行了表征。摘要標題：黑體小三；摘要內(nèi)容：宋體四號；行間距：20磅。關(guān)鍵詞標題：黑體四號；內(nèi)容：宋體四號。標題：黑體四號；內(nèi)容：宋體四號。注意：中英文摘要盡量排在一頁，實在排不下，就兩頁！??！StudyonPreparationandCharacterizionofChain-likeNanometerCalciumCarbonateTimesNewRoman三號，居中；每個實詞的第一個字母大寫TimesNewRoman三號，居中；每個實詞的第一個字母大寫。ZhangmomoDirectiveteacher:LimomoAbstract摘要標題：TiemsNewRoman小三，加粗；摘要內(nèi)容：TiemsNewRoman四號；行距：單倍；字數(shù)：不超過200個實詞。摘要標題：TiemsNewRoman小三，加粗；摘要內(nèi)容：TiemsNewRoman四號；行距：單倍；字數(shù)：不超過200個實詞。Keywords:標題：TiemsNewRoman小三加粗；內(nèi)容：TiemsNewRoman四號；關(guān)鍵詞：3~8個。nanometercalciumcarbonate;標題：TiemsNewRoman小三加粗；內(nèi)容：TiemsNewRoman四號；關(guān)鍵詞：3~8個。引言正文要求：一級標題：黑體三號；二級標題：黑體小三；三級標題：黑體四號；四級標題：黑體小四；正文：宋體小四；正文行間距：20磅；正文要求：一級標題：黑體三號；二級標題：黑體小三；三級標題：黑體四號；四級標題：黑體小四；正文：宋體小四；正文行間距：20磅；一級標題段前段后各0.5行。圖題：黑體五號，居中；表頭：黑體五號，居中。近年來碳酸鈣已成為世界上應(yīng)用最廣泛的無機礦物質(zhì)之一，它是一種質(zhì)優(yōu)價廉的填料，被廣泛應(yīng)用于造紙工業(yè)，每年用于造紙的CaCO3達1100萬噸以上，且它有較高的白度和良好的色澤，也被應(yīng)用于其他行業(yè)[1-4]。我國的石灰石礦資源十分豐富、分布廣泛。我國對納米碳酸鈣的需求潛力很大，隨著我國經(jīng)濟快速增長，碳酸鈣微細化和表面活性技術(shù)的不斷進步以及相關(guān)行業(yè)對提升產(chǎn)品質(zhì)量的需要，將使納米碳酸鈣行業(yè)得到空前的發(fā)展[5]。因為CaCO3的晶型樣貌對它的性質(zhì)有較大的影響，所以制備形狀特殊、晶型樣貌不同、粒徑尺寸大小可以控制、分布比較均勻的CaCO3材料已經(jīng)成為目前科學研究的熱點和難點[6-8]。目前，納米CaCO3已經(jīng)有了立方、球、片、鏈狀等多種晶型樣貌的產(chǎn)品。其中，鏈狀納米CaCO3的力學性能更為優(yōu)異，長徑比大、改塑性強，有較大的實際生產(chǎn)意義[9-11]。常用納米碳酸鈣的合成有以下兩種方法：一是機械粉碎法即通過機器將碳酸鈣粉末直接粉碎微細化；二是通過化學反應(yīng)制備碳酸鈣，如碳化反應(yīng)。現(xiàn)在使用機械粉碎法制備碳酸鈣仍然存在許多困難，所以主要采用化學反應(yīng)法。該方法是利用儲備量充足石灰石為原料，通過高溫煅燒石灰石得到生石灰，將生石灰消化除雜，通過控制反應(yīng)條件，在反應(yīng)過程中加入添加劑，使反應(yīng)進行到終點，將反應(yīng)制得的碳酸鈣漿液脫水、干燥、做表面處理，可以得到多種晶型樣貌的納米碳酸鈣粒子[12,13]。本文通過碳化法制備鏈狀納米CaCO3，檢驗了其主要性能，操作簡單，便于推廣。1實驗部分1.1試劑與儀器CaO，上?；瘜W試劑采購供應(yīng)站；油酸鈉(SO)，國藥集團化學試劑有限公司；無水乙醇和鄰苯二甲酸二辛酯(DOP)，江蘇孟河試劑化工廠；蒸餾水：實驗室自制；CO2氣體：四平市新勝氣體廠，工業(yè)純；N2氣體：四平市新勝氣體廠，工業(yè)純；夾套式水熱反應(yīng)釜；PHCH恒溫水浴器(上海方瑞儀器有限公司)。1.2實驗裝置圖1-CO2鋼瓶；2-空氣壓縮機；3-氣體流量計；4-氣體混合裝置；5-恒溫水??；6-攪拌裝置；7-夾套式反應(yīng)釜；8-溫度計圖1實驗裝置圖圖題：黑體五號圖題：黑體五號，居中1.3反應(yīng)機理碳化法生成碳酸鈣過程的方程式如下：CO2(g)=CO2(aq)CO2(aq)+OH-=HCO3HCO3-+OH-=CO32-+H2OCa2++CO32-=CaCO3(s)1.4樣品制備將CaO與80℃熱水按質(zhì)量比為1∶15的比例混合，在攪拌條件下消化3h，得到的Ca(OH)2漿液過濾后隔絕空氣存儲備用。將一定量油酸鈉溶于無水乙醇配制成溶液，使上述兩種漿液混合均勻。使反應(yīng)在反應(yīng)釜中進行，注意保證體系溫度恒定為80℃。把預先準備好的試劑移入反應(yīng)釜中，在攪拌的條件下通入CO21.5樣品表征vw-7/10型空氣壓縮機(蚌埠市聯(lián)合壓縮機廠)；透射電子顯微鏡(TEM)分析儀（日本HITACHI公司HitachiH-8100分析儀）；D8ADVANCE型X射線衍射儀(德國BRUKER公司)；NicoletImpact410型FT-IR傅立葉紅外光譜儀(美國Nicolet公司)；WSB-3A型d/o智能式數(shù)字白度儀(溫州市鹿東儀器廠)。2結(jié)果與討論2.1XRD分析碳酸鈣結(jié)晶有方解石型、球霰石型和文石型三種晶型結(jié)構(gòu)。制備的鏈狀納米碳酸鈣XRD衍射圖譜見圖2。觀察圖片可得出結(jié)論，制得的碳酸鈣是典型的方解石晶型，并且沒有雜峰出現(xiàn)，說明制得的CaCO3純度很高。圖2鏈狀碳酸鈣XRD譜圖2.2TEM分析圖3是制得CaCO3的TEM照片。觀察照片，沒有經(jīng)過修飾的CaCO3是立方形的，如圖3(a)所示，粒子平均直徑大約為30nm，分散不均勻，出現(xiàn)團聚現(xiàn)象；加入油酸鈉后，CaCO3是鏈狀的，如圖3(b)所示，CaCO3鏈由許多小立方體晶粒形成，長徑比大約是6∶1，并且分散性有了較為明顯的改善。這是由于有機質(zhì)油酸鈉與CaCO3按固定的方向互相影響作用形成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，控制反應(yīng)進行條件，在該結(jié)構(gòu)內(nèi)部進行CaCO3晶體成核與生長。由此得出結(jié)論，有機質(zhì)能十分有效地控制CaCO3晶體的成核和生長，進而控制產(chǎn)品的形貌。圖3碳酸鈣樣品TEM照片2.3FT-IR分析改性前后碳酸鈣的紅外光譜圖如圖4所示。觀察圖片可以得出結(jié)論，納米CaCO3的特征吸收峰出現(xiàn)于1450cm－1、875cm－1和712cm－1處，改性后的納米CaCO3在2917cm－1和2856cm－1處出現(xiàn)了亞甲基的非對稱和對稱振動峰。結(jié)果說明有機質(zhì)與CaCO3之間形成了穩(wěn)定的化學鍵，從而改變了CaCO3粒子表面性質(zhì)。圖4碳酸鈣FT-IR譜圖2.4油酸鈉用量對碳酸鈣粒徑的影響圖5為油酸鈉用量對粒徑的影響。在同等條件下，沒有油酸鈉時制得立方形的CaCO3，加入油酸鈉后，得到鏈狀納米CaCO3。這是因為CO2氣體通入反應(yīng)體系產(chǎn)生的CO32-與Ca(OH)2電離產(chǎn)生的Ca2+形成CaCO3晶核，因為這些晶核是極性晶體，它的表面活性很大，在沒有添加劑存在的條件下生長形成力學穩(wěn)定的較大的立方形。在晶核生長成較大的晶粒之前加入油酸鈉，添加劑能在形成的晶核表面吸附，降低晶核形成的能壘，從而得到粒徑較小的顆粒；另外，因為晶粒表面吸附了油酸鈉，使某些方向上的活性大于其它晶面，活性晶面之間的作用力把晶粒連接在一起，形成鏈狀結(jié)構(gòu)。由圖可知油酸鈉用量為2%時對于形成晶粒最有利，長徑比最大。圖5油酸鈉用量對粒徑的影響2.5Ca(OH)2質(zhì)量分數(shù)對粒徑的影響圖6是反應(yīng)溫度固定不變，Ca(OH)2在體系中的質(zhì)量為400g、CO2流量分別為600ml·min-1時，Ca(OH)2質(zhì)量分數(shù)對反應(yīng)時間和產(chǎn)品粒徑的影響。由圖6可知，當Ca(OH)2質(zhì)量分數(shù)小于11%時，隨著Ca(OH)2質(zhì)量分數(shù)的增加，產(chǎn)品粒子的平均直徑呈略微下降趨勢；當Ca(OH)2質(zhì)量分數(shù)為11%時，產(chǎn)物粒徑達到最小值；當Ca(OH)2質(zhì)量分數(shù)大于11%時，產(chǎn)物粒徑呈迅速增大的趨勢。原因是隨著Ca(OH)2質(zhì)量分數(shù)的增加，一方面，結(jié)晶成核速率是溶液過飽和度的接觸能的函數(shù)，且由Gibbs-Thomson關(guān)系式可知晶核的形成速率越大，反應(yīng)速率也越大；另一方面，反應(yīng)體系的粘稠度增加，液膜和液相主體中存在著傳質(zhì)阻力，導致了CO2在液膜的擴散速率變小，同時，溶液的結(jié)晶長大速率與粒子濃度成拋物線的函數(shù)關(guān)系。圖6Ca(OH)2質(zhì)量分數(shù)對產(chǎn)品粒徑的影響2.6反應(yīng)溫度對碳酸鈣直徑的影響圖7是反應(yīng)溫度對鏈狀納米碳酸鈣直徑影響的曲線。從圖中可以看到溫度對鏈狀納米碳酸鈣的直徑有很大的影響。溫度在10-30℃范圍內(nèi)，直徑是20nm，溫度高于30℃時，隨溫度升高CaCO3的直徑逐漸變大，當溫度到達40℃時直徑增大至80nm，當溫度為60℃時CaCO3的直徑增加至200nm，但是此時CaCO3已經(jīng)不是鏈狀結(jié)構(gòu)，而是紡錘形狀。實驗結(jié)果顯示高溫不利于形成鏈狀納米CaCO3，只有在較低溫度下才能制得鏈狀納米CaCO3。圖7反應(yīng)溫度對產(chǎn)物直徑的影響2.7CO2流量對CaCO3平均粒徑和反應(yīng)時間的影響表2為CO2流量對所得CaCO3平均粒徑和反應(yīng)時間的影響。由表可知，當CO2氣體分別以200、400和600ml·min-1的流速通入至反應(yīng)裝置時，所得碳酸鈣粒子的平均粒徑的變化情況分別為80-100nm、40-60nm和30-50nm。可見，隨著CO2氣體流量的逐漸增大，所得碳酸鈣粒子的平均粒徑呈現(xiàn)減小的趨勢。CaCO3的形成實質(zhì)是氣液兩相接觸的傳質(zhì)反應(yīng)過程，隨二氧化碳在溶液中過飽和度的提高，CaCO3形成晶核的機會增加了，晶核的形成超過晶體生長的速度，可得到粒徑較小的產(chǎn)品，同時通入二氧化碳的速率越快，晶體生長時間越短，得到平均粒徑較小的產(chǎn)品。表1表明：通入二氧化碳的流量增加，CaCO3晶粒直徑減小，二氧化碳損失增多。同時當CO2氣體分別以200、400和600ml·min-1的流速通入至反應(yīng)裝置時，反應(yīng)時間明顯減小。因此，當CO2氣體的流量為600ml·min-1時，產(chǎn)品粒徑小，反應(yīng)時間短。表1CO2流量對CaCO3平均粒徑和反應(yīng)時間的影響表頭：黑體五號表頭：黑體五號，居中AmountofCO2/(ml·min-1)Diameter/nmTime/h20080-1005-640040-604-560030-503-42.8白度和吸油值的測定將試樣皿置于儀器臺上，測定白度值。將試樣皿在儀器臺上旋轉(zhuǎn)90°，測定白度值；再旋轉(zhuǎn)90°，再測定一次。以上實驗均讀準至0.1°，取3次測定的平均值為測定結(jié)果，見表2。吸油值在一定程度上表現(xiàn)了相對降粘值和浸潤角兩項指標，可以用來間接評價納米碳酸鈣與有機介質(zhì)的親和性[14]。根據(jù)國家測試標準選用鄰苯二甲酸二辛酯(DOP)為有機相，測試所得碳酸鈣粒子的吸油值[15]。平行3次測定碳酸鈣吸油值，結(jié)果見表2。由表中數(shù)據(jù)可看出，所得鏈狀碳酸鈣粒子白度值可達到98.5%，同時CaCO3的吸油值較低，說明有機相與被油酸鈉修飾的CaCO3結(jié)合更容易，使填料在基料中的分散度得以提高，提高了材料的綜合性能。表2碳酸鈣性能測試樣品粒子樣貌白度值/%吸油值/（g/100g）未修飾碳酸鈣立方形92.780.4油酸鈉修飾碳酸鈣鏈狀98.542.83結(jié)論利用碳化法，以CaO為原料，在制備納米CaCO3的過程中，中間產(chǎn)物Ca(OH)2的濃度，CO2的流量等因素對納米CaCO3的成核和生長兩個過程均有影響，進而影響CaCO3的顆粒尺寸的大小與長徑比。通過對實驗條件的控制，得到了長徑比為6∶1的鏈狀CaCO3晶體，且分散性良好、白度值較高、吸油值較低。該方法操作簡單，成本低，無污染，是一種重要的合成方法，在工業(yè)領(lǐng)域中具有一定的實用價值。參考文獻標題：黑體小四，居中；內(nèi)容：宋體五號；行距：16磅標題：黑體小四，居中；內(nèi)容：宋體五號；行距：16磅；標點符號用英文標點，每個標點后面空一格[1]胡小芳,蘇志學,吳成寶.碳化法制備納米碳酸鈣工藝研究進展[J].廣州化工,2005,33(5):10-12.[2]DalasE,KlepetsanisPG,KoutsoukosPG.Calciumcarbonatedepositiononcellulose[J].Coll.&Interf.Sci.,2000,224(1):56-62.[3]LakshminarayananR,ValiyaveettilS,LoyGL.Selectivenucleationofcalciumcarbonatepolymorphs:roleofsurfacefunctionalizationandpoly(vinylalcohol)additive[J].Cryst.Growth.&Des.,2003,3(6):953-958.[4]張志焜,崔作林.納米技術(shù)和納米材料[M].北京:國防工業(yè)出版社,2000.[5]張瑞社,杜芳林.鏈狀納米碳酸鈣的制備[J].青島科技大學學報,2004,25(2):149-151.[6]WangCY,ShengY,Hari-Bala,ZhaoX,ZhaoJZ,MaXK,WangZC.Anovelaqueous-phaseroutetosynthesizehydrophobicCaCO3particlesinsitu[J].Mater.Sci.Eng.C,2007,1(27):42-45.[7]丁鳳祥,袁金鳳,潘明旺,張留成.納米碳酸鈣表面改性研究進展[J].云南大學學報,2005,27(5A):447-451.[8]MGNiaa,HRahimi,TSohrabietal.Agr.WaterManag.