Persiapan kalsium karbonat bulat dengan kristalisasi dan karbonisasi reaksi hipergravitasi

Bentuk umum kalsium karbonat terutama meliputi bentuk tidak beraturan, bentuk gelendong, bentuk bulat, bentuk serpihan dan bentuk kubus, dll. Berbagai bentuk kalsium karbonat memiliki bidang dan fungsi aplikasi yang berbeda. , kelarutan dan luas permukaan spesifik yang besar, dll., Memiliki aplikasi penting di bidang plastik, karet, makanan, dan pembuatan kertas.

Saat ini, metode preparasi utama kalsium karbonat sferis adalah metode metatesis dan metode karbonisasi. Meskipun metode metatesis dapat menghasilkan kalsium karbonat bulat dengan morfologi teratur dan dispersi yang baik, bahan baku metode ini mahal dan sejumlah besar ion pengotor akan dimasukkan, yang tidak cocok untuk produksi industri. Metode karbonisasi adalah metode yang paling umum digunakan dalam industri. Metode karbonisasi tradisional terutama dibagi menjadi metode karbonisasi intermiten dan metode karbonisasi semprot kontinu. Meskipun metode karbonisasi memiliki biaya rendah dan dapat diproduksi dalam skala besar, metode karbonisasi tradisional untuk menyiapkan kalsium karbonat sferis memiliki masalah seperti distribusi ukuran partikel yang tidak merata dan efisiensi produksi yang rendah.

Metode kristalisasi reaksi hipergravitasi adalah metode baru dalam mempersiapkan bahan nano, dan intinya adalah untuk menghasilkan gaya sentrifugal yang besar melalui rotasi kecepatan tinggi, mensimulasikan lingkungan medan gayaberat hiper. Rotor pengepakan berputar berkecepatan tinggi dalam reaktor hipergravitasi mengalahkan cairan menjadi filamen cair, tetesan atau film cair, dan luas permukaan spesifik cairan meningkat tajam. 1 hingga 3 kali lipat, proses pencampuran mikro dan perpindahan massa sangat ditingkatkan, sehingga waktu reaksi lebih pendek daripada metode karbonisasi tradisional, dan produk memiliki keunggulan ukuran partikel kecil, distribusi ukuran partikel sempit, kemurnian produk tinggi , dan morfologi yang lebih teratur. . Reaktor hipergravitasi banyak digunakan dalam persiapan bahan nano karena efek pencampuran mikro dan perpindahan massa yang baik.

Kalsium karbonat bulat tumbuh dari vaterite dalam banyak kasus, tetapi vaterite, sebagai bentuk kristal yang tidak stabil secara termodinamika, sulit untuk ada secara stabil di lingkungan yang lembab dan larutan berair, dan memerlukan beberapa metode khusus untuk mendapatkannya secara stabil. Hasil penelitian menunjukkan bahwa pengenalan NH4+ selama reaksi karbonisasi tidak hanya dapat menghambat pembentukan kalsit selama proses kristalisasi, dan memfasilitasi transformasi bentuk kristal kalsium karbonat menjadi vaterit, tetapi juga atmosfer NH4+ dapat membuat vaterit yang dihasilkan ada secara stabil dalam larutan.

Berbeda dengan NH4+, asam amino yang bersifat asam akan berdisosiasi dalam larutan dan bergabung dengan Ca2+ untuk membentuk seed crystal template. Di bawah pengaruh template kristal benih, kalsium karbonat yang dihasilkan juga akan muncul fase kristal metastabil, dan asam amino yang sesuai Pengenalan akan menghasilkan fungsi spesifik dan memodifikasi morfologi selama kristalisasi kalsium karbonat.

Menggunakan asam glutamat murah dan amonium klorida sebagai aditif, persiapan terkontrol dari kalsium karbonat bola dalam bidang hipergravitasi dipelajari, dan efek dari dua aditif dalam sintesis kalsium karbonat diselidiki. Hasilnya menunjukkan bahwa:

(1) Dengan menggunakan metode kristalisasi dan karbonisasi reaksi hipergravitasi, ukuran partikel dapat diperoleh pada kondisi optimal bahwa asam L-glutamat dan amonium klorida ditambahkan masing-masing pada kalsium hidroksida 4% dan 20%, dan faktor hipergravitasi adalah 161,0. Kalsium karbonat vaterit murni dengan kebulatan tinggi sekitar 500nm.

(2) Sebelum reaksi dimulai, asam L-glutamat dan ion kalsium dalam larutan membentuk cetakan, yang mempengaruhi nukleasi dan pertumbuhan kalsium karbonat, dan NH4+ yang melimpah dalam larutan selama reaksi menyediakan lingkungan yang baik untuk pembentukan vaterite, Pemotongan cairan berkecepatan tinggi oleh reaktor hipergravitasi mencegah kemungkinan pelapisan berlebihan bahan baku kalsium hidroksida, dan mewujudkan persiapan kalsium karbonat bulat yang dapat dikontrol.