本发明提供了一种花球状球霰石碳酸钙的制备方法,其技术方案是:以氯化钙为原料,用去离子水或蒸馏水配制成一定浓度的水溶液,然后在该溶液中插入pH电极,用氨水调节溶液至9.0~11.5,再通入经气泡石预分散后的二氧化碳气体,当溶液pH降至7.5时,停止通入二氧化碳气体,最后加入乙醇,将沉淀过滤并用去离子水或蒸馏水洗涤后,于105°C下干燥,得到球霰石碳酸钙。本发明所得到的产品形貌为花球状,粒径大小在4~8μm。
1.一种花球状球霰石碳酸钙的制备方法,其特征在于:以氯化钙为原料,用去离子水或蒸馏水配制成一定浓度的水溶液,然后在该溶液中插入pH电极,用氨水调节溶液至9.0~11.5,再通入经气泡石预分散后的二氧化碳气体,当溶液pH降至7.5时,停止通入二氧化碳气体,最后加入乙醇,将沉淀过滤并用去离子水或蒸馏水洗涤后,于105°C下干燥,得到单分散球霰石碳酸钙。
2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:所采用的气泡石为白刚玉系列气泡石或者矿砂系列气泡石或者碳化硅系列气泡石或者绿碳系列气泡石。
3.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:乙醇的加入量为氯化钙水溶液的10%~30%(体积比)。技术领域
本发明涉及一种花球状球霰石碳酸钙及其制备方法,属于无机化工领域。
背景技术
球霰石碳酸钙单分散性好,不易聚集,具有较大的比表面积、较高的溶解性和分散性能以及较小的比重,因而与方解石、文石型碳酸钙相比,可以有效地提高纸张的涂布性质和塑料、涂料、油墨、纸张等的填充性,改善目标产品的物理性能、光泽度、流动性和印刷性能。另外球霰石碳酸钙对生物的生命和健康也起着非常重要的作用。目前,球霰石碳酸钙的制备方法主要有以下几种:(1)在氢氧化钙水悬浮液中加入甲醇(如美国公开专利US5275651)、水溶性酸(JP63103824,CN1840479)、有机胺盐(US5290353)或水溶性天然高分子(如日本公开专利JP3060427、CN101249977),再通入二氧化碳气体得到球霰石碳酸钙;(2)在碱性钙盐水溶液中加入高分子聚酰胺-胺(JP2003-63819)或超支化聚缩水甘油醚(CN102583485),然后加入碱性碳酸盐或碳酸氢盐反应制备得到球霰石碳酸钙微米球;(3)向碱性氯化钙水溶液通入二氧化碳气体或二氧化碳与氮气的混合气体制备得到球霰石碳酸钙(G.Hadiko,Y.S.Han,M.Fuji,et.al.Synthesisofhollowcalciumcarbonateparticlesbythebubbletemplatingmethod[J].Mater.Lett.2005,59(19-20):2519-2522;TatsuyaTomioka,MasayoshiFuji,MinoruTakahashi,et.al.HollowStructureFormationMechanismofCalciumCarbonateParticlesSynthesizedbytheCO₂BubblingMethod[J].CrystalGrowth&Design,2012,12(2):771-776)。得到的球霰石碳酸钙形貌有球状、椭球状、盘状、圆饼状、短纤维状等。本发明提供了一种花球状球霰石碳酸钙的制备方法,是将二氧化碳气体经气泡石预分散为小气泡后再通入碱性氯化钙溶液中反应而得到。
发明内容
本发明在于提供一种花球状球霰石碳酸钙及其制备方法。该发明的技术方案如下:以氯化钙为原料,用去离子水或蒸馏水配制成一定浓度的水溶液,然后在该溶液中插入pH电极,用氨水调节溶液至9.0~11.5,再通入经气泡石预分散后的二氧化碳气体,当溶液pH降至7.5时,停止通入二氧化碳气体,最后加入乙醇,将沉淀过滤并用去离子水或蒸馏水洗涤后,于105°C下干燥,得到单分散球霰石碳酸钙。本发明所得到的产品形貌为花球状,粒径大小在4~8μm。上述所使用的氯化钙为无水氯化钙(CaCl₂)或二水合氯化钙(CaCl₂·H₂O),配制的氯化钙溶液的浓度为0.05~1.0mol/L;上述通入的二氧化碳气体的流量为0.1~3L/min;上述气泡石为白刚玉气泡石或者矿砂气泡石或者碳化硅气泡石或者绿碳气泡石。上述乙醇的加入量为氯化钙溶液的10%~30%(体积比)。本发明工艺简单,反应条件温和,设备简单,易于工业化生产。
附图说明
附图1为制备花球状球霰石碳酸钙的实验装置附图2为所制备的花球状球霰石碳酸钙的扫描电镜图附图3为所制备的花球状球霰石碳酸钙的XRD图
具体实施方式
实施例1在一个容积为2L的反应容器中加入预先用去离子水配制的浓度为0.05mol/L的氯化钙溶液,然后在该溶液中插入pH电极,用氨水调节溶液至pH=9.0,再通入经白刚玉气泡石气泡石预分散后的二氧化碳气体(控制二氧化碳气体流量为0.1L/min),当溶液pH降至7.5时,停止通入二氧化碳气体,最后加入0.1L乙醇,将沉淀过滤并用去离子水洗涤后,于105°C下干燥,得到单分散球霰石碳酸钙。本发明所得到的产品形貌为花球状,粒径大小在4~8μm。实施例2在一个容积为2L的反应容器中加入预先用去离子水配制的浓度为0.5mol/L的氯化钙溶液,然后在该溶液中插入pH电极,用氨水调节溶液至pH=10.0,再通入经矿砂气泡石预分散后的二氧化碳气体(控制二氧化碳气体流量为1L/min),当溶液pH降至7.5时,停止通入二氧化碳气体,最后加入0.2L乙醇,将沉淀过滤并用去离子水洗涤后,于105°C下干燥,得到单分散球霰石碳酸钙。本发明所得到的产品形貌为花球状,粒径大小在4~8μm。实施例3在一个容积为2L的反应容器中加入预先用去离子水配制的浓度为1.0mol/L的氯化钙溶液,然后在该溶液中插入pH电极,用氨水调节溶液至pH=9.0,再通入经碳化硅气泡石预分散后的二氧化碳气体(控制二氧化碳气体流量为2L/min),当溶液pH降至7.5时,停止通入二氧化碳气体,最后加入0.3L乙醇,将沉淀过滤并用去离子水洗涤后,于105°C下干燥,得到单分散球霰石碳酸钙。本发明所得到的产品形貌为花球状,粒径大小在4~8μm。实施例4在一个容积为2L的反应容器中加入预先用蒸馏水配制的浓度为0.1mol/L的氯化钙溶液,然后在该溶液中插入pH电极,用氨水调节溶液至pH=9.0,再通入经绿碳气泡石预分散后的二氧化碳气体(控制二氧化碳气体流量为0.5L/min),当溶液pH降至7.5时,停止通入二氧化碳气体,最后加入0.2L乙醇,将沉淀过滤并用蒸馏水洗涤后,于105°C下干燥,得到单分散球霰石碳酸钙。本发明所得到的产品形貌为花球状,粒径大小在4~8μm。实施例5在一个容积为2L的反应容器中加入预先用蒸馏水配制的浓度为0.5mol/L的氯化钙溶液,然后在该溶液中插入pH电极,用氨水调节溶液至pH=10.5,再通入经白刚玉气泡石预分散后的二氧化碳气体(控制二氧化碳气体流量为3L/min),当溶液pH降至7.5时,停止通入二氧化碳气体,最后加入0.3L乙醇,将沉淀过滤并用蒸馏水洗涤后,于105°C下干燥,得到单分散球霰石碳酸钙。本发明所得到的产品形貌为花球状,粒径大小在4~8μm。实施例6在一个容积为2L的反应容器中加入预先用蒸馏水配制的浓度为1.0mol/L的氯化钙溶液,然后在该溶液中插入pH电极,用氨水调节溶液至pH=11.5,再通入经碳化硅气泡石预分散后的二氧化碳气体(控制二氧化碳气体流量为3L/min),当溶液pH降至7.5时,停止通入二氧化碳气体,最后加入0.3L乙醇,将沉淀过滤并用蒸馏水洗涤后,于105°C下干燥,得到单分散球霰石碳酸钙。本发明所得到的产品形貌为花球状,粒径大小在4~8μm。