本发明涉及一种利用草履虫制备高分散性纳米碳酸钙的方法，属于碳酸钙制备技术领域。
背景技术：
纳米碳酸钙是20世纪80年代发展起来的一种新型超细固体粉末材料，其粒度介于0.01～0.1μm之间。由于纳米碳酸钙粒子的超细化，其晶体结构和表面电子结构发生变化，产生了普通碳酸钙所不具有的量子尺寸效应、小尺寸效应、表面效应和宏观量子效应，可广泛用于塑料、橡胶、油漆、油墨、密封胶粘材料、涂料等领域。
目前常见的制备碳酸钙方法中，由于纳米碳酸钙表面有亲水性较强的基团，使得纳米碳酸钙与聚合物的亲和性差，而且纳米碳酸钙有极高的自由能和极性，在合成反应、压滤和干燥等各个生产工序中易形成硬的团聚集体，要得到单分散的纳米粒子非常困难，在制备过程中极易发生团聚，大多以聚集体存在，致使纳米碳酸钙实际使用时的粒径明显升高，造成在聚合物中分散不良，应用于聚合物时的表面有明显麻点或沙粒。
技术实现要素：
本发明主要解决的技术问题，针对目前常见纳米碳酸钙制备方法，由于纳米碳酸钙有极高的自由能和极性，在加工过程中，粒子之间有相互凝聚成团粒的现象，造成物料在制品中的分散比较困难，影响制品的表面光泽性的缺陷，提供了一种利用草履虫制备高分散性纳米碳酸钙的方法，该方法首先从水稻田中收集富含草履虫的原液，用小麦制备培养液纯化培养草履虫得到包衣液，再加入硫酸锌和富含氨基的丝氨酸作为复合分散保护剂，制得复合母液，在通入二氧化碳炭化时加入包衣液，利用草履虫包覆在沉淀析出的碳酸钙表面，避免碳酸钙粒子之间相互凝聚成团粒现象的发生，得到分散均匀的纳米碳酸钙，具有极佳的应用前景。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
（1）在稻田灌水期间，寻找稻田中的旧稻茬，用广口瓶在稻茬附近收集300～400mL稻田水，将广口瓶放置在阳光下静置3～5天，得到草履虫种液，称取5～8g小麦放入1000～1200mL去离子水中，加热煮沸直至小麦粒胀大裂开为止，在25～35℃下自然静置3～4天，得到草履虫培养液；
（2）将上述草履虫种液转入表面皿中，在解剖镜下用口径为0.1mm的微吸管吸出20～30个草履虫个体接种到上述草履虫培养液中，用纱布将培养液容器口包严，在25～35℃下培养7～8天后即可得到自制草履虫包衣液，备用；
（3）称取40～50g氢氧化钙装入陶瓷罐中，向罐中加入10～12L去离子水，用搅拌棒搅拌30～40min后静置沉淀2～3天，静置结束后用注射器吸取上层澄清液，按质量比为1:100将硫酸锌加入到澄清液中得混合溶液，搅拌溶解后再加入混合溶液总质量1～3%的丝氨酸，继续搅拌15～20min得到母液；
（4）将上述母液装入带有曝气装置、通气管、搅拌器和滴液漏斗的反应釜中，向釜中通入氮气直至将空气完全排出，再通过滴液漏斗将备用的自制草履虫包衣液加入反应釜中，启动搅拌器以200～300r/min转速搅拌15～20min；
（5）搅拌结束后启动曝气装置，向母液中通入二氧化碳，继续搅拌反应1～2min直至母液变浑浊，停止通入二氧化碳，静置沉淀过夜后过滤分离得到滤渣，将滤渣移入马弗炉中，在300～350℃下煅烧30～40min后得到白色粉末即为高分散性纳米碳酸钙。
本发明的原理是：在通入二氧化碳炭化氢氧化钙溶液时加入草履虫包衣液，利用草履虫包覆在沉淀出的碳酸钙表面，避免碳酸钙粒子之间相互凝聚成团粒现象的发生，得到分散均匀的纳米碳酸钙，具有极佳的应用前景。
本发明的有益效果是：
（1）本发明制备纳米碳酸钙的方法操作步骤简单易控制，原材料易得，成本低廉；
（2）本发明制备纳米碳酸钙的方法制得的纳米碳酸钙颗粒分布均匀、分散性高、没有团聚现象产生。
具体实施方式
在稻田灌水期间，寻找稻田中的旧稻茬，用广口瓶在稻茬附近收集300～400mL稻田水，将广口瓶放置在阳光下静置3～5天，得到草履虫种液，称取5～8g小麦放入1000～1200mL去离子水中，加热煮沸直至小麦粒胀大裂开为止，在25～35℃下自然静置3～4天，得到草履虫培养液；将上述草履虫种液转入表面皿中，在解剖镜下用口径为0.1mm的微吸管吸出20～30个草履虫个体接种到上述草履虫培养液中，用纱布将培养液容器口包严，在25～35℃下培养7～8天后即可得到自制草履虫包衣液，备用；称取40～50g氢氧化钙装入陶瓷罐中，向罐中加入10～12L去离子水，用搅拌棒搅拌30～40min后静置沉淀2～3天，静置结束后用注射器吸取上层澄清液，按质量比为1:100将硫酸锌加入到澄清液中得混合溶液，搅拌溶解后再加入混合溶液总质量1～3%的丝氨酸，继续搅拌15～20min得到母液；将上述母液装入带有曝气装置、通气管、搅拌器和滴液漏斗的反应釜中，向釜中通入氮气直至将空气完全排出，再通过滴液漏斗将备用的自制草履虫包衣液加入反应釜中，启动搅拌器以200～300r/min转速搅拌15～20min；搅拌结束后启动曝气装置，向母液中通入二氧化碳，继续搅拌反应1～2min直至母液变浑浊，停止通入二氧化碳，静置沉淀过夜后过滤分离得到滤渣，将滤渣移入马弗炉中，在300～350℃下煅烧30～40min后得到白色粉末即为高分散性纳米碳酸钙。
实例1
在稻田灌水期间，寻找稻田中的旧稻茬，用广口瓶在稻茬附近收集300mL稻田水，将广口瓶放置在阳光下静置3天，得到草履虫种液，称取5g小麦放入1000mL去离子水中，加热煮沸直至小麦粒胀大裂开为止，在25℃下自然静置3天，得到草履虫培养液；将上述草履虫种液转入表面皿中，在解剖镜下用口径为0.1mm的微吸管吸出20个草履虫个体接种到上述草履虫培养液中，用纱布将培养液容器口包严，在25℃下培养7天后即可得到自制草履虫包衣液，备用；称取40g氢氧化钙装入陶瓷罐中，向罐中加入10～12L去离子水，用搅拌棒搅拌30min后静置沉淀2天，静置结束后用注射器吸取上层澄清液，按质量比为1:100将硫酸锌加入到澄清液中得混合溶液，搅拌溶解后再加入混合溶液总质量1%的丝氨酸，继续搅拌15min得到母液；将上述母液装入带有曝气装置、通气管、搅拌器和滴液漏斗的反应釜中，向釜中通入氮气直至将空气完全排出，再通过滴液漏斗将备用的自制草履虫包衣液加入反应釜中，启动搅拌器以200r/min转速搅拌15min；搅拌结束后启动曝气装置，向母液中通入二氧化碳，继续搅拌反应1min直至母液变浑浊，停止通入二氧化碳，静置沉淀过夜后过滤分离得到滤渣，将滤渣移入马弗炉中，在300℃下煅烧30min后得到白色粉末即为高分散性纳米碳酸钙。
本发明制备纳米碳酸钙的方法操作步骤简单易控制，原材料易得，成本低廉，制得的纳米碳酸钙颗粒分布均匀、分散性高、没有团聚现象产生。
实例2
在稻田灌水期间，寻找稻田中的旧稻茬，用广口瓶在稻茬附近收集350mL稻田水，将广口瓶放置在阳光下静置4天，得到草履虫种液，称取7g小麦放入1100mL去离子水中，加热煮沸直至小麦粒胀大裂开为止，在30℃下自然静置4天，得到草履虫培养液；将上述草履虫种液转入表面皿中，在解剖镜下用口径为0.1mm的微吸管吸出25个草履虫个体接种到上述草履虫培养液中，用纱布将培养液容器口包严，在30℃下培养7天后即可得到自制草履虫包衣液，备用；称取45g氢氧化钙装入陶瓷罐中，向罐中加入11L去离子水，用搅拌棒搅拌35min后静置沉淀2天，静置结束后用注射器吸取上层澄清液，按质量比为1:100将硫酸锌加入到澄清液中得混合溶液，搅拌溶解后再加入混合溶液总质量2%的丝氨酸，继续搅拌18min得到母液；将上述母液装入带有曝气装置、通气管、搅拌器和滴液漏斗的反应釜中，向釜中通入氮气直至将空气完全排出，再通过滴液漏斗将备用的自制草履虫包衣液加入反应釜中，启动搅拌器以250r/min转速搅拌18min；搅拌结束后启动曝气装置，向母液中通入二氧化碳，继续搅拌反应1min直至母液变浑浊，停止通入二氧化碳，静置沉淀过夜后过滤分离得到滤渣，将滤渣移入马弗炉中，在330℃下煅烧35min后得到白色粉末即为高分散性纳米碳酸钙。
本发明制备纳米碳酸钙的方法操作步骤简单易控制，原材料易得，成本低廉，制得的纳米碳酸钙颗粒分布均匀、分散性高、没有团聚现象产生。
实例3
在稻田灌水期间，寻找稻田中的旧稻茬，用广口瓶在稻茬附近收集400mL稻田水，将广口瓶放置在阳光下静置5天，得到草履虫种液，称取8g小麦放入1200mL去离子水中，加热煮沸直至小麦粒胀大裂开为止，在35℃下自然静置4天，得到草履虫培养液；将上述草履虫种液转入表面皿中，在解剖镜下用口径为0.1mm的微吸管吸出30个草履虫个体接种到上述草履虫培养液中，用纱布将培养液容器口包严，在35℃下培养8天后即可得到自制草履虫包衣液，备用；称取50g氢氧化钙装入陶瓷罐中，向罐中加入12L去离子水，用搅拌棒搅拌40min后静置沉淀3天，静置结束后用注射器吸取上层澄清液，按质量比为1:100将硫酸锌加入到澄清液中得混合溶液，搅拌溶解后再加入混合溶液总质量3%的丝氨酸，继续搅拌20min得到母液；将上述母液装入带有曝气装置、通气管、搅拌器和滴液漏斗的反应釜中，向釜中通入氮气直至将空气完全排出，再通过滴液漏斗将备用的自制草履虫包衣液加入反应釜中，启动搅拌器以300r/min转速搅拌20min；搅拌结束后启动曝气装置，向母液中通入二氧化碳，继续搅拌反应2min直至母液变浑浊，停止通入二氧化碳，静置沉淀过夜后过滤分离得到滤渣，将滤渣移入马弗炉中，在350℃下煅烧40min后得到白色粉末即为高分散性纳米碳酸钙。
本发明制备纳米碳酸钙的方法操作步骤简单易控制，原材料易得，成本低廉，制得的纳米碳酸钙颗粒分布均匀、分散性高、没有团聚现象产生。