一種球狀方解石型碳酸鈣的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種方解石型碳酸鈣的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]碳酸鈣是一種工業(yè)基礎(chǔ)原材料，廣泛應(yīng)用于橡膠、涂料、陶瓷、醫(yī)藥等行業(yè)。碳酸鈣材料的應(yīng)用性能與其沉淀晶型和顆粒形貌有關(guān)，碳酸鈣沉淀晶相與顆粒形貌的控制也是目前制備碳酸鈣材料研宄的重點(diǎn)。
[0003]宋微等人(CN103253693 A)發(fā)明公開(kāi)了《一種棒狀方解石型碳酸鈣晶體的制備方法》，該專利制備出棒狀的方解石晶型碳酸鈣。湛東中等人(CN 102583485 A)發(fā)明公開(kāi)了《單分散微米級(jí)球狀球霰石型碳酸鈣及其制備方法》，球霰石碳酸鈣熱力學(xué)穩(wěn)定性弱于方解石，較小顆粒的球霰石容易團(tuán)聚。
[0004]方解石是碳酸鈣晶體中熱力學(xué)穩(wěn)定性最高的的晶相，主要存在形式為規(guī)則的菱形立方體、紡錘體和棒狀等，但是卻具有明顯的聚集性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是要解決菱形立方狀、紡錘體和棒狀方解石型碳酸鈣易聚集的技術(shù)問(wèn)題，而提供一種球狀方解石型碳酸鈣的制備方法。
[0006]本發(fā)明的一種球狀方解石型碳酸鈣的制備方法是按以下步驟進(jìn)行的:
[0007]一、制備混合模板:將氯化鈣、氯化鎂和去離子水均勻混合，在室溫條件下攪拌30min，得到氯化鎂-氯化鈣的混合溶液，向氯化鎂-氯化鈣的混合溶液中投加聚天冬氨酸，繼續(xù)攪拌35min，得到氯化鎂-氯化鈣-聚天冬氨酸混合模板；所述的氯化鎂_氯化鈣_聚天冬氨酸混合模板中氯化鈣的濃度為0.05mol.L—1?2.5mol.L—1，聚天冬氨酸的濃度為
0.1mg.πιΓ1?2.5mg.ml 所述的氯化鎂和氯化媽的物質(zhì)的量的比為(0.5?6):1 ;
[0008]二、制備碳酸鈣晶體:將步驟一得到的氯化鎂-氯化鈣-聚天冬氨酸混合模板置于溫度為75 °C的恒溫水浴鍋中，保溫lOmin，然后在攪拌速度為200rpm?300rpm和溫度為75°C的條件下勻速加入碳酸鈉水溶液，在攪拌速度為200rpm?300rpm和溫度為75°C的條件下攪拌60min，得到懸濁液；所述的碳酸鈉水溶液的物質(zhì)的量濃度為0.05mol.171?
2.5mol噸―1;所述的碳酸鈉水溶液中的CO廣與步驟一中的氯化鎂-氯化鈣-聚天冬氨酸混合模板中的Ca2+的摩爾比為1:1 ;
[0009]三、干燥:將步驟二得到的懸濁液陳化12h，用去離子水洗滌2次?4次，再用無(wú)水乙醇洗滌2次?4次，抽濾，在溫度為60°C?100°C的恒溫條件下真空干燥24h，得到球狀方解石型碳酸鈣晶體。
[0010]本發(fā)明優(yōu)點(diǎn):
[0011]1.本發(fā)明采用PASP與Mg2+復(fù)合調(diào)控制備出球狀方解石型碳酸鈣，有效預(yù)防方解石型碳酸鈣晶體團(tuán)聚，實(shí)現(xiàn)了碳酸鈣晶體的晶型和形貌可控及增強(qiáng)晶型穩(wěn)定性；
[0012]2.本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了制備方法簡(jiǎn)單、原料來(lái)源廣、價(jià)格低廉、對(duì)制備無(wú)毒無(wú)害、綠色環(huán)保型等優(yōu)點(diǎn)，對(duì)碳酸鈣工業(yè)原料以及對(duì)仿生礦化機(jī)理研宄具有理論和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。
【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1為試驗(yàn)一對(duì)比試驗(yàn)中制備的碳酸鈣晶體的XRD圖；
[0014]圖2為試驗(yàn)一對(duì)比試驗(yàn)中制備的碳酸鈣晶體的SEM圖；
[0015]圖3為試驗(yàn)二中制備的球狀方解石型碳酸鈣晶體的XRD圖；
[0016]圖4和圖5為試驗(yàn)二中制備的球狀方解石型碳酸鈣晶體的SEM圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]【具體實(shí)施方式】一:本實(shí)施方式為一種球狀方解石型碳酸鈣的制備方法，具體是按以下步驟進(jìn)行的:
[0018]一、制備混合模板:將氯化鈣、氯化鎂和去離子水均勻混合，在室溫條件下攪拌30min，得到氯化鎂-氯化鈣的混合溶液，向氯化鎂-氯化鈣的混合溶液中投加聚天冬氨酸，繼續(xù)攪拌35min，得到氯化鎂-氯化鈣-聚天冬氨酸混合模板；所述的氯化鎂_氯化鈣_聚天冬氨酸混合模板中氯化鈣的濃度為0.05mol.L—1?2.5mol.L—1，聚天冬氨酸的濃度為0.1mg.πιΓ1?2.5mg.ml 所述的氯化鎂和氯化媽的物質(zhì)的量的比為(0.5?6):1 ;
[0019]二、制備碳酸鈣晶體:將步驟一得到的氯化鎂-氯化鈣-聚天冬氨酸混合模板置于溫度為75 °C的恒溫水浴鍋中，保溫lOmin，然后在攪拌速度為200rpm?300rpm和溫度為75°C的條件下勻速加入碳酸鈉水溶液，在攪拌速度為200rpm?300rpm和溫度為75°C的條件下攪拌60min，得到懸濁液；所述的碳酸鈉水溶液的物質(zhì)的量濃度為0.05mol.171?2.5mol噸―1;所述的碳酸鈉水溶液中的CO廣與步驟一中的氯化鎂-氯化鈣-聚天冬氨酸混合模板中的Ca2+的摩爾比為1:1 ;
[0020]三、干燥:將步驟二得到的懸濁液陳化12h，用去離子水洗滌2次?4次，再用無(wú)水乙醇洗滌2次?4次，抽濾，在溫度為60°C?100°C的恒溫條件下真空干燥24h，得到球狀方解石型碳酸鈣晶體。
[0021]【具體實(shí)施方式】二:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一不同的是:步驟一中所述的氯化鎂-氯化鈣-聚天冬氨酸混合模板中氯化鈣的濃度為2.5mol.L^1O其它與【具體實(shí)施方式】一相同。
[0022]【具體實(shí)施方式】三:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一至二之一不同的是:步驟一中所述的聚天冬氨酸的濃度為2.5mg.πιΓ1。其它與【具體實(shí)施方式】一至二之一相同。
[0023]【具體實(shí)施方式】四:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一至三之一不同的是:步驟一中所述的氯化鎂和氯化鈣的物質(zhì)的量的比為2:1。其它與【具體實(shí)施方式】一至三之一相同。
[0024]【具體實(shí)施方式】五:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一至四之一不同的是:步驟一中所述的聚天冬氨酸的制備方法如下:
[0025]I)、制備咪唑硫酸氫鹽[Hmim]HS04:將8.2gN-甲基咪唑(7.9mL，0.1mmoI)加入到250mL三頸瓶中，將其置于0°C的冰水浴中，在攪拌速度為400r/min下滴加10.2g質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98%的濃硫酸和1mL水的混合溶液，并于30min內(nèi)滴加完成，然后將三頸瓶從冰水浴中取出，在室溫條件下以400r/min的速度攪拌2h，將所得產(chǎn)物在75°C下進(jìn)行旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)，最終得到無(wú)色透明離子液體[Hmim]HS04;
[0026]2)、聚合反應(yīng):
[0027]①、制備PS1:將121^[他1加]肥04離子液體加入到250mL三口燒瓶中，將其置于電子恒溫油浴鍋中，分四次加入共Sg的L-Asp，然后在油浴溫度為200°C和攪拌速度為800r.mirT1下恒溫?cái)嚢璺磻?yīng)2h，后得到紅褐色PSI ；
[0028]②、分離:在溫度為20°C條件下，向步驟2)里①得到的紅褐色PSI中加入250mL去離子水，攪拌Ih后靜置沉淀至固液出現(xiàn)分層現(xiàn)象，倒去上層液體后抽濾分離出黃褐色固體，并用去離子水3次洗滌以保證沒(méi)有殘留離子液體，洗滌后的產(chǎn)物在溫度為80°C恒溫干燥至恒重，得到黃褐色PSI中間體；
[0029]③、提純:在質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的NaOH溶液中進(jìn)行PSI中間體的水解，PSI中間體完全水解為黃棕色透明液體PASP的鈉鹽，然后向黃棕色透明液體PASP的鈉鹽中滴加體積分?jǐn)?shù)為10%的鹽酸溶液調(diào)節(jié)pH值，pH值調(diào)至3.0?3.5之間，再加入10mL乙醇萃取沉析后得到淡黃色固體，在溫度為80°C下對(duì)黃色固體進(jìn)行恒溫干燥至恒重，即得到聚天冬氨酸。其它與【具體實(shí)施方式】一至四之一相同。
[0030]【具體實(shí)施方式】六:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一至五之一不同的是:步驟三中在溫度為80°C的恒溫條件下真空干燥24h，得到球狀方解石型碳酸鈣晶體。其它與【具體實(shí)施方式】一至五之一相同。
[0031]通過(guò)以下試驗(yàn)驗(yàn)證本發(fā)明的有益效果:
[0032]試驗(yàn)一:本試驗(yàn)作為對(duì)比試驗(yàn)，是一種制備菱形立方狀方解石型碳酸鈣的制備方法:
[0033]一、將氯化鈣和去離子水均勻混合，在室溫條件下攪拌30min，得到氯化鈣水溶液；所述的氯化鈣模板中氯化鈣的濃度為2.5m