碳酸钙的制备及其仿生合成研究

碳化法 ，前者是通过石 灰乳 在碳 化塔 底保 持一 定液 位 ，通入 应时 间等条件 ，也 可以通 过对 碳酸 钙粉 体进行 表面改 性 ，增
ＣＯ 进行碳化反应 ，控 制反 应条 件 制备 碳 酸钙 ，后 者则 在反 强粉体与 高聚物等 之间 的结合力 ，提高其在 复合材料 中的分
应釜 中通人 ＣＯ ，控制条件进行反应 （见 图 １）。
国虽是碳 酸钙资源和生产大 国，但在碳 酸钙生 产技术 和质 量 法。
上与国外还有所差距 ，所 以我 国对于 碳酸 钙研 究、开发 和生 １．１ 复 分解 法
产、改性等工艺都有待于提高，因此 ，改进制备方法，加快开
复分解 法 指将 水 溶 性 钙盐 ［如 Ｃａｔ１２与 水溶 性 碳酸 盐
性化使其在 塑料 、橡 胶 、造 纸 、油墨 、日用 品等工 业和生 活 中 难的 】。然而 由于纳米级碳 酸钙粒子 的超细化 ，产生 了普 通
应用更广泛 Ｊ，所 以其粒子的大小 和形貌有效 调控 已成 为 碳酸钙应用于常规材料相 比所 不具有 的优越性 能，因此化学
该材料广泛应用的关键 因素 。国外 已有多种改性 产品 ，而我 方法是制备纳米碳酸钙 的主要 方法 ，其包括复 分解法和碳化
第 ７期
苗 洋 ，等 ：碳酸钙的制备及其仿生合成研究
碳 酸 钙 的 制 备及 其仿 生合 成 研 究
苗 洋，赵丽娜 ，聂立君 ，徐 占林
（吉林师范 大学 化学学 院 ，吉林 四平 １３６０００）
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摘要：简要介绍碳 酸钙的制备方法 以及在生活 、工业上 的应用 ，对碳酸钙的仿生合成进 行了阐述。
散性增强有机 体的 亲和 力 ，从 而 制得 不 同形貌 的碳酸 钙
（２）连续喷雾多段 碳化法 ：连续 喷雾多 段碳 化法 是气液 粒子 。常见的 粒 子 形状 有 ：链 状 、立方 型、纺锤 形 、球形 、片
反应 ，把 ｃａ（ＯＨ）：浆液 以喷雾形 式均匀 的从塔 顶喷下 ，同时 状 、针状 、无定 形等 。不 同形 貌碳 酸钙 粒子的性能不同 ，从 而
发表面活性剂 ，控制晶型的多样化 ，使其功 能化 、专业化是 我 国碳酸钙发展的趋 势和迫切 的任务。
本文 主要对碳酸 钙的制备 方法 及其在 仿生合成 方面 的 研究进行了简述 ，为碳酸钙的仿生矿化研究提供 了参考 。
ｌ 碳酸 钙的制备 方法
碳酸钙的制备 方法 可分为 物理 方法 和化学 方法 。物理 方法是指在制备碳酸钙 的整个制备过 程中没有化学反应 发
（Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，Ｊｉｌｉｎ Ｎｏｒｍａｌ Ｕｎｉｖｅｍｉｔｙ，Ｓｉｐｉｎｇ １３６０００，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｂｒｉｅｆｌｙ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ ｔｈｅ ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ ｍｅｔ ｈｏｄｓ ｏ ｆ ｃａｌｃｉｕｍ ｃａ ｒｂｏｎａｔｅ ａｓ ｗｅｌｌ ａｓ ｔｈｅ 印 ｐ￣ｅａｆ ｉｏｎ ｉｎ ｌｉｆｅ ａｎｄ ｉｎｄｕｓｔｒｙ ａｒｅ ｂｒｉｆｌｙ ｉｎｔｒｏｄ ｕｃｅｄ．Ｔｈｅ ｂｉｏｍｉｍｅｔｉｃ ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ｏｆ ｃａｌｃｉｕｍ ｃａ ｒｂｏｎａｔｅ ｉｓ ｄｅｓｃｒ ｉｂｅｄ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｃａｌｃｉｕｍ ｃａｒｂｏｎａｔｅ；ｂｉｏｍｌｍｅｔ ｉｃ ｓｙ ｎ ｔｈｅｓｉｓ；ｔｈｅ ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄｓ；ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ
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山 东 化 工 ＳＨＡＮＤ０ＮＧ ＣＨＥＭＩＣＡＬ ＩＮＤＵ Ｙ
２０１６年第 ４５卷
塔或 釜中 ，通入 ＣＯ 于降温后 的 Ｃａ（ＯＨ）２乳液 中反应 生成 加剂 以控制碳 酸钙 的粒 度及 形 貌 ，在 制备 碳酸 钙 的过 程 ＣａＣＯ，。按二者接触 方式 不同分为 间歇鼓泡 式和间歇搅拌式 中通过控制起 始浓 度、ｃｏ２浓度 、添加剂 浓 度、反应 温度 、反
ＣＯｔ Fra Baidu bibliotek
图 １ 间歇鼓泡 法制备纳米碳酸钙 的工 艺流程 图 （１）间歇碳化法 ：该方法是目前国内大多采用的方法，也 称釜式碳化法 ，以ｃ０ 和 Ｃａ（ＯＨ）：为原料，在搅拌鼓泡碳化
收稿 日期 ：２０１６—０３—０２ 基金项 目 ：国家 自然科学基 金资助（５１４０４１０８） 作者简介 ：苗 洋 （１９９１一 ），女 ，吉林 松原人 ，硕 士研究 生 ，主要从 事无 机材 料的合 成研 究 ；通 讯作 者 ：徐 占林 （１９６４一）， 男 ，教授 ，博士 ，从事纳米材料研究 。
（如 （ＮＨ ） ＣＯ，或 Ｎａ２ＣＯ，）］在适宜 条件下反 应制得碳 酸钙 的方法 ］。该方法虽然 可制取优 良的产 品 ，但制取不 同晶型 的产 品要求较 高 ，国内外很少 采用。 １．２ 碳 化 法
碳化法 由于其 工艺简单 、产品质量容 易控制是 目前 工业 上生产纳米级碳酸钙 的主要方法 ，在反 应过程 中按 照气一 液 接触方式不 同分 为 ：
从塔底通入 ＣＯ 混合气 体逆流接触 ，制得碳酸钙 。碳 化过程 可 以分段进行 ，从 而通 过控制反应 时间 、温度 、浓度 等可制得 不 同晶型 的碳酸钙产 品。与 间歇 式碳化 法相 比，其适合 连续 大规模生 产 ，且 生产 效率高 ，碳 化时 间短 ，晶粒 易控制 ，可制 得稳定优 良的碳酸钙产 品。
碳酸钙是一种最广泛 的无机化合 物Ｈ Ｊ，也是 重要的无机 生 的制备方法 ，其产 品表观 密度较大 ，故称 之为重质碳酸钙 ，
化工基本原料之 一 ，具有价格 低廉 、原料 丰富 、无毒 、生 产工 即对碳酸钙含量高 的天 然石 灰石 、白釜石 、进 行机械 粉碎 而
艺简单 、性能稳定等 特点 。而 碳酸钙 的颗 粒 细微化 、表 面活 得到的碳酸钙产 品 ，但用 粉 碎机 粉碎 到 １ 以下是 相 当困
关键词 ：碳酸钙；仿生合成 ；制备方法 ；应用
中图分类号 ：ＴＱ１３２．３ ２
文献标识码 ：Ａ
文章编号 ：１００８－０２１Ｘ（２０１６）０７－００１３－０３
Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｂｉｏｍ ｉｍ ｅｔｉｃ Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ｏｆ Ｃａｌｃｉｕｍ Ｃａｒｂｏｎａｔｅ Ｍ／ａｏ ，Ｚｈａｏ Ｌｉｎａ，Ｎｉｅ Ｌｉｊｕｎ，Ｘｕ Ｚｈａｎｌｉｎ