[發明專利]一種碳酸鈣納米線及其制備方法

在審

• 申請號: 201611128051.8
• 申請日: 2016-12-09
• 公開（公告）號: CN106587126A
• 公開（公告）日: 2017-04-26
• 發明（設計）人: 黃繼偉;張定
• 申請（專利權）人: 寧波蕓生紡織品科技有限公司
• 主分類號: C01F11/18
• 分類號: C01F11/18;B82Y40/00
• 代理公司: 蘇州翔遠專利代理事務所(普通合伙) 32251
• 代理人: 陸金星

本發明提供了一種碳酸鈣納米線及其制備方法，包括以下步驟，蠶絲纖維可控溶解獲得絲素蛋白納米原纖；然后以絲素蛋白納米原纖為模板，引導碳酸鈣礦化生成碳酸鈣納米線，碳酸鈣納米線直徑10?500nm，長度500nm?50μm。本發明的優點在于制備方法簡單、易于控制；碳酸鈣納米線完全處于納米水平，有著較高的長徑比，可以提高復合材料力學性能，其應用領域也很廣泛，包括化妝品、油墨、涂料、造紙等。

技術領域

本發明屬于納米材料與技術領域，具體涉及一種碳酸鈣納米線及其制備方法。

背景技術

碳酸鈣是一種豐富的無機礦產資源，可自然降解循環，廣泛應用于建材、橡膠、塑料、造紙、涂料、油墨、食品、醫藥等領域。碳酸鈣主要有三種結晶結構，方解石（斜方六面體型）、球霰石(球形)、文石（針狀）。目前國內外通過各種技術手段可以控制碳酸鈣的形成，制備出不同性狀結構的碳酸鈣，比如以絲素蛋白微球為模板，制備出碳酸鈣空心微球；通過二氧化碳的碳酸化反應制備出了形貌可控的碳酸鈣晶須。

我國是碳酸鈣資源大國，同時也消費大量碳酸鈣產品，但我國在碳酸鈣的研發及產品開發方面仍然面臨品種單一、質量不高、產品深加工不夠等問題，高檔碳酸鈣產品依賴進口，在世界碳酸鈣行業中處于比較落后的地位。

發明內容

本發明的目的是提供一種碳酸鈣納米線及其制備方法，可制備得到納米尺寸、形貌可控、品質好的碳酸鈣線材料，具有適宜的研磨性能、白度高、耐候性好，是較為理想的填充材料。

為達到上述目的，本發明公開了一種碳酸鈣納米線的制備方法，包括以下步驟：將蠶絲脫膠后加入鈣鹽/甲酸混合液中，得到絲素蛋白原纖溶液；然后將絲素蛋白原纖溶液滴加入碳酸鹽溶液中，得到反應液；然后過濾反應液，濾餅經過洗滌、干燥后得到碳酸鈣納米線。

上述制備方法中，蠶絲脫膠時的試劑包括碳酸鈉、碳酸氫鈉、中性皂液、酶等。

上述制備方法中，所述鈣鹽為氯化鈣、硝酸鈣、磷酸鈣、碳酸鈣、葡萄糖酸鈣、乳酸鈣、磷酸氫鈣、溴化鈣中的一種或者幾種，優選氯化鈣。

上述制備方法中，所述鈣鹽/甲酸混合液中，鈣鹽濃度為0.1-20wt%，優選0.5-5wt%。

上述制備方法中，所述絲素蛋白原纖溶液中，絲蛋白濃度為1-10wt%，優選2-6wt%。

上述制備方法中，所述碳酸鹽為碳酸鈉、碳酸氫鈉、碳酸銨、碳酸氫銨、碳酸鉀、碳酸鐵中的一種或者幾種，優選碳酸鈉、碳酸氫鈉。

上述制備方法中，所述碳酸鹽溶液中，碳酸鹽的濃度為0.1-10wt%，優選0.2-2wt%。

上述制備方法中，絲素蛋白原纖溶液滴加的時間為0.5-5h；絲素蛋白原纖溶液與碳酸鹽溶液的質量比為1∶（10～100）。

本發明進一步公開了根據上述制備方法制備的碳酸鈣納米線；根據本發明方法制備的碳酸鈣納米線具有意想不到的結構特征，特別的，直徑為10-500nm，長度為500nm-50μm，具有優異的高長徑比。

本發明的碳酸鈣納米線的長徑比大，有利于提高碳酸鈣基復合材料的力學性能，因此本發明進一步公開了上述碳酸鈣納米線在制備碳酸鈣基復合材料中的應用。

由于上述技術方案運用，本發明與現有技術相比具有下列優點：

（1）本發明首次以鈣鹽/甲酸溶解蠶絲獲得天然絲素蛋白原纖，進而以原纖為模板誘導鈣離子礦化生成碳酸鈣納米線。本發明制備的碳酸鈣納米線處于納米尺寸，直徑最小可至10nm，具有優異的高長徑比。

（2）本發明公開的工藝簡單、易于控制、制備周期短、生產成本低、能耗小，易于工業化生產。

附圖說明

圖1是本發明實施例一制得的碳酸鈣納米線的掃描電鏡圖；