一种纳米碳酸钙空心立方体的制备方法与流程

背景技术：

随着我国国民经济的发展，橡胶、塑料、造纸、涂料、化学建材、油墨、医药、食品、日化等行业对高档纳米级碳酸钙的需求与日俱增。而目前对于碳酸钙颗粒的生产方法主要有研磨法、碳化法、苏尔维法、联钙法、苛碱法和氯化钙-苏打法五种方法。其中应用最多的是碳化法，其次是氯化钙-苏打法和研磨法。碳化法，是通过烧制石灰、加水消化再通入二氧化碳生成碳酸钙沉淀。氯化钙-苏打法，是在纯碱水溶液中加入氯化钙进行复分解反应，并进行快速冷却而生成无定形的碳酸钙沉淀，然后经脱水、干燥和粉碎而制得沉淀碳酸钙。研磨法，即由天然矿物直接经机械粉碎所得产品。而前两种化学方法可以得到一些特定晶型的碳酸钙。

碳酸钙的晶型有三种：方解石、文石、球霰石，分别属于三方、正交和六方晶系。晶型是一个很重要的技术指标，因为不同晶型的产品适用于不同应用领域，只有依据具体的用途来确定合适的产品晶型，才能生产出适销对路的产品。因加工方法和结晶条件的不同，产品的原始颗粒(也称一次粒子)的形状不同，在应用中就反应出不同的效果。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种以氯化钙、碳酸钾、碳酸氢钾为原料，去离子水、乙醇为混合溶剂，通过在封闭空间内的氯化氢气体逐步溶解于溶剂之中、和已形成的碳酸钙微粒再反应达到平衡从而得到空心的碳酸钙立方体的方法。

本发明的目的是这样实现的，在封闭的干燥皿中，放入浓盐酸，使氯化氢气体挥发到封闭空间内，再将一定量的反应液至于干燥皿中，搅拌一定时间后洗涤、烘干从而得到产物。

本发明制备空心立方体状碳酸钙颗粒的具体步骤如下：

(1)称取碳酸钾、碳酸氢钾置于烧杯中，加入以去离子水：乙醇为2∶1的溶剂，使碳酸钾和碳酸氢钾的浓度分别为2.5mmol/L和5mmol/L；

(2)称取氯化钙置于烧杯中，加入以去离子水∶乙醇为2∶1的溶剂，使其浓度为1mmol/L；

(3)将含有氯化钙的烧杯移至放有浓盐酸烧杯的干燥皿中，恒温下缓慢加入碳酸钾-碳酸氢钾溶液，搅拌30min；

(4)取出烧杯中的沉淀，用蒸馏水和乙醇各洗涤三次，置于60℃烘箱中干燥6h。

进一步的，本发明可以通过改变溶剂比例与在氯化氢气体中暴露的时间调节产品的形 貌，产品具有独特的形貌特征，具有设备简单，原料价格低廉，操作方便等特点。

附图说明

图1是实例1所制备的扫描电镜(SEM)照片。

图2是实例1所制备的扫描电镜(SEM)照片。

图3是实例2所制备的扫描电镜(SEM)照片。

图4是实例3所制备的扫描电镜(SEM)照片。

图5是实例4所制备的扫描电镜(SEM)照片。

图6是实例1-1所制备的X射线衍射图谱。

具体实施方式

以下通过具体实施例用于进一步说明本发明描述的方法，但是并不意味着本发明局限于这些实施例。

实施例1：

一种制备纳米空心立方体状碳酸钙颗粒制备方法，包括如下步骤：

(1)称取碳酸钾、碳酸氢钾置于烧杯中，加入以去离子水∶乙醇为2∶1的溶剂，使碳酸钾和碳酸氢钾的浓度分别为2.5mmol/L和5mmol/L；

(2)称取氯化钙置于烧杯中，加入以去离子水∶乙醇为2∶1的溶剂，使其浓度为1mmol/L；

(3)将含有氯化钙的烧杯移至放有浓盐酸烧杯的干燥皿中，恒温下缓慢加入碳酸钾-

碳酸氢钾溶液，搅拌30min；

(4)取出烧杯中的沉淀，用蒸馏水和乙醇各洗涤三次，置于60℃烘箱中干燥6h。

制备所得到的产物经过扫描电子显微镜观察，由图1可以看出，得到的碳酸钙微粒为穗状与空心立方体的混合物。制备所得到的碳酸钙由X射线衍射分析，其晶型为球霰石与方解石。

实施例2：

(1)称取碳酸钾、碳酸氢钾置于烧杯中，加入以去离子水∶乙醇为2∶1的溶剂，使碳酸钾和碳酸氢钾的浓度分别为2.5mmol/L和5mmol/L；

(2)称取氯化钙置于烧杯中，加入以去离子水∶乙醇为2∶1的溶剂，使其浓度为1mmol/L；

(3)将含有氯化钙的烧杯移至放有浓盐酸烧杯的干燥皿中，恒温下缓慢加入碳酸钾-碳酸氢钾溶液，搅拌1h；

(4)取出烧杯中的沉淀，用蒸馏水和乙醇各洗涤三次，置于60℃烘箱中干燥6h。

实施例3：

(1)称取碳酸钾、碳酸氢钾置于烧杯中，加入以去离子水∶乙醇为2∶1的溶剂，使碳酸钾和碳酸氢钾的浓度分别为2.5mmol/L和5mmol/L；

(2)称取氯化钙置于烧杯中，加入以去离子水∶乙醇为2∶1的溶剂，使其浓度为1mmol/L；

(3)将含有氯化钙的烧杯移至放有浓盐酸烧杯的干燥皿中，恒温下缓慢加入碳酸钾-碳酸氢钾溶液，搅拌20min；

(4)取出烧杯中的沉淀，用蒸馏水和乙醇各洗涤三次，置于60℃烘箱中干燥6h。

实施例4：

(1)称取碳酸钾、碳酸氢钾置于烧杯中，加入以去离子水∶乙醇为2∶1的溶剂，使碳酸钾和碳酸氢钾的浓度分别为2.5mmol/L和5mmol/L；

(2)称取氯化钙置于烧杯中，加入以去离子水∶乙醇为1∶1的溶剂，使其浓度为1mmol/L；

(3)将含有氯化钙的烧杯移至放有浓盐酸烧杯的干燥皿中，恒温下缓慢加入碳酸钾-碳酸氢钾溶液，搅拌30min；

(4)取出烧杯中的沉淀，用蒸馏水和乙醇各洗涤三次，置于60℃烘箱中干燥6h。