Metode persiapan vaterite kalsium karbonat

Ada tiga bentuk kristal kalsium karbonat yang umum: aragonit, vaterit, dan kalsit. Dari perspektif stabilitas termodinamika, jenis kalsit adalah bentuk kristal yang paling stabil secara termodinamika dan terdapat secara luas di alam; sedangkan jenis vaterite adalah yang paling tidak stabil, dalam keadaan metastabil, dan hanya ada pada beberapa ikan di alam. Organ otolith, spikula ascidian, jaringan krustasea.

Ada dua cara utama untuk menghasilkan kalsium karbonat vaterit, yaitu rekristalisasi disolusi dan transformasi langsung fase padat-padat. Saat ini, diyakini bahwa rute disolusi dan rekristalisasi adalah cara utama untuk menghasilkan kalsium karbonat tipe vaterit, yaitu, kalsium karbonat amorf dihasilkan sebagai fase awal dalam larutan. Namun, kelarutan kalsium karbonat tipe vaterit relatif tinggi, dan terjadi disolusi dan nukleasi serta pertumbuhan kalsium karbonat tipe kalsit. Proses seperti itu terjadi terus menerus, membuat kalsium karbonat tipe vaterit secara bertahap berubah menjadi kalsium karbonat tipe kalsit.

Mulai dari jalur dan mekanisme pembentukannya, kalsium karbonat tipe vaterit dengan kemurnian tinggi dibuat terutama dengan menghambat proses disolusi dan rekristalisasi. Saat ini, metode preparasi umum dapat dibagi menjadi tiga jenis: metode karbonisasi, metode metatesis dan metode dekomposisi termal sesuai dengan prinsip-prinsip yang terlibat dalam proses sintesis.

1. Karbonisasi

Metode karbonisasi menggunakan larutan alkali yang mengandung garam kalsium larut sebagai sumber kalsium, dan menyiapkan kalsium karbonat tipe vaterit dengan memasukkan gas CO2 ke dalam larutan dan mengontrol kondisi proses. Sumber kalsium terutama dibagi menjadi dua jenis larutan berair kalsium hidroksida dan larutan alkali kalsium klorida. Oleh karena itu, dua sistem utama yang disiapkan dengan metode karbonisasi juga ditentukan: sistem reaksi Ca(OH)2-H2O-CO2 dan sistem reaksi CaCl2-NH3·H2O -CO2. Sejumlah besar penelitian telah menunjukkan bahwa kedua sistem dapat menghasilkan kalsium karbonat vaterit dengan baik.

Namun, metode karbonisasi memiliki keunggulan biaya rendah dan peralatan proses yang sederhana, dan saat ini merupakan metode produksi industri utama untuk menyiapkan berbagai jenis produk kalsium karbonat di dalam dan luar negeri. Pada saat yang sama, para peneliti di dalam dan luar negeri telah meningkatkan laju perpindahan massa dan dispersi gas CO2 dalam larutan dengan menggunakan perangkat seperti penyebar gas, dan meningkatkan efisiensi dan hasil kalsium karbonat tipe vaterit. Oleh karena itu, asam karbonat tipe vaterit dibuat dengan karbonisasi. Kalsium memiliki prospek aplikasi yang bagus.

2. Metode dekomposisi ganda

Metode dekomposisi ganda mengacu pada pencampuran larutan garam kalsium dan larutan karbonat dalam kondisi tertentu untuk menghasilkan reaksi dekomposisi ganda, dan pada saat yang sama menambahkan pengatur bentuk kristal dan mengendalikan suhu reaksi, konsentrasi dan faktor lain untuk mengontrol persiapan vaterit kalsium karbonat. Secara umum, selama persiapan, satu larutan dapat dengan cepat dicampur ke dalam larutan lain untuk reaksi, atau satu larutan dapat dimasukkan ke dalam larutan lain dengan mengontrol laju adisi untuk reaksi, dan diperlukan pengadukan pada saat yang bersamaan. Mempromosikan reaksi metatesis.

3. Metode dekomposisi termal

Metode dekomposisi termal adalah metode baru untuk menyiapkan vaterite kalsium karbonat, terutama mengacu pada persiapan vaterite kalsium karbonat dengan dekomposisi termal kalsium bikarbonat dan kondisi pengendalian. Biasanya, tujuan pembuatan kalsium karbonat tipe vaterit dicapai dengan mengontrol suhu dekomposisi, waktu dekomposisi, mode pengadukan dan aditif dengan menggunakan larutan encer kalsium bikarbonat.

Prinsip persiapan metode dekomposisi termal sederhana, prosesnya singkat, dan persyaratan peralatannya rendah, tetapi kemurnian produk kalsium karbonat vaterit rendah, waktu dekomposisi panjang, dan reaksi dekomposisi sulit dikendalikan; pada saat yang sama, suhu yang dibutuhkan dalam proses produksi tinggi dan konsumsi energi tinggi. besar dan sulit diterapkan dalam praktik. Ada beberapa studi dalam dan luar negeri tentang metode ini, dan banyak pekerjaan yang masih perlu dilakukan dalam teori dan praktik.