Hipergravite reaksiyon kristalizasyonu ve karbonizasyonu ile küresel kalsiyum karbonatın hazırlanması

Kalsiyum karbonatın yaygın biçimleri esas olarak düzensiz şekil, iğ şekli, küresel şekil, pul şekli ve küp şekli vb.’dir. Kalsiyum karbonatın farklı biçimlerinin farklı uygulama alanları ve işlevleri vardır. , çözünürlük ve geniş spesifik yüzey alanı vb. plastik, kauçuk, gıda ve kağıt yapımı alanlarında önemli uygulamalara sahiptir.

Şu anda küresel kalsiyum karbonatın ana hazırlama yöntemleri metatez yöntemi ve karbonizasyon yöntemidir. Metatez yöntemi, düzenli morfoloji ve iyi dağılıma sahip küresel kalsiyum karbonat üretebilse de, bu yöntemin hammaddeleri pahalıdır ve endüstriyel üretim için uygun olmayan büyük miktarda safsızlık iyonları eklenecektir. Karbonizasyon yöntemi endüstride en yaygın olarak kullanılan yöntemdir. Geleneksel karbonizasyon yöntemi esas olarak aralıklı karbonizasyon yöntemine ve sürekli püskürtmeli karbonizasyon yöntemine bölünmüştür. Karbonizasyon yönteminin düşük maliyetli olmasına ve büyük ölçekte üretilebilmesine rağmen, küresel kalsiyum karbonat hazırlamaya yönelik geleneksel karbonizasyon yöntemi, eşit olmayan parçacık boyutu dağılımı ve düşük üretim verimliliği gibi sorunlara sahiptir.

Hiper yerçekimi reaksiyonu kristalleştirme yöntemi, nanomalzemelerin hazırlanmasında yeni bir yöntemdir ve özü, hiper yerçekimi alanı ortamını simüle ederek yüksek hızlı dönüş yoluyla büyük merkezkaç kuvveti oluşturmaktır. Hipergravite reaktöründeki yüksek hızlı dönen paketleme rotoru, sıvıyı sıvı filamentlere, damlacıklara veya sıvı filmlere dönüştürür ve sıvının spesifik yüzey alanı keskin bir şekilde artar. 1 ila 3 büyüklük sırası, mikro karıştırma ve kütle transfer süreçleri büyük ölçüde geliştirilmiştir, bu nedenle reaksiyon süresi geleneksel karbonizasyon yönteminden daha kısadır ve ürün, küçük parçacık boyutu, dar parçacık boyutu dağılımı, yüksek ürün saflığı avantajlarına sahiptir. , ve daha düzenli morfoloji. . Hipergravite reaktörleri, iyi mikro karıştırma ve kütle transferi etkileri nedeniyle nanomalzemelerin hazırlanmasında yaygın olarak kullanılmaktadır.

Küresel kalsiyum karbonat çoğu durumda vateritten büyütülür, ancak termodinamik olarak kararsız bir kristal form olarak vateritin nemli bir ortamda ve sulu çözeltide kararlı bir şekilde var olması zordur ve kararlı bir şekilde elde etmek için bazı özel yöntemler gerektirir. Araştırma, karbonizasyon reaksiyonu sırasında NH4+’nın eklenmesinin, kristalizasyon işlemi sırasında sadece kalsit oluşumunu engelleyemediğini ve kalsiyum karbonatın kristal formunun vaterite dönüşümünü kolaylaştırdığını, aynı zamanda NH4+ atmosferinin üretilen vateriti yapabildiğini göstermektedir. çözümde kararlı bir şekilde bulunur.

NH4+’dan farklı olarak asidik amino asitler çözelti içinde ayrışır ve bir tohum kristal şablonu oluşturmak için Ca2+ ile birleşir. Tohum kristal şablonunun etkisi altında, elde edilen kalsiyum karbonat da yarı kararlı kristal faz ve uygun amino asit görünecektir.

Katkı maddeleri olarak pahalı olmayan glutamik asit ve amonyum klorür kullanılarak, bir hipergravite alanında küresel kalsiyum karbonatın kontrol edilebilir hazırlanması çalışıldı ve iki katkı maddesinin kalsiyum karbonat sentezindeki etkileri araştırıldı. Sonuçlar şunu gösterdi:

(1) Hipergravite reaksiyonu kristalizasyon ve karbonizasyon yöntemini kullanarak, partikül boyutu, L-glutamik asit ve amonyum klorürün sırasıyla %4 ve %20 kalsiyum hidroksitte eklendiği ve hipergravite faktörünün 161.0 olduğu optimal koşullar altında elde edilebilir. Yaklaşık 500 nm’lik yüksek küreselliğe sahip saf vaterit kalsiyum karbonat.

(2) Reaksiyon başlamadan önce, çözeltideki L-glutamik asit ve kalsiyum iyonları, kalsiyum karbonatın çekirdeklenmesini ve büyümesini etkileyen bir şablon oluşturur ve reaksiyon sırasında çözeltideki bol miktarda NH4+, oluşumu için iyi bir ortam sağlar. vaterite, Hipergravite reaktörü tarafından sıvının yüksek hızda kesilmesi, kalsiyum hidroksit hammaddelerinin aşırı kaplanması olasılığını önler ve küresel kalsiyum karbonatın kontrol edilebilir şekilde hazırlanmasını gerçekleştirir.