[發(fā)明專利]一種具有碳酸鈣殼層的核殼納米顆粒的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810116573.9
• 申請日: 2018-01-28
• 公開（公告）號: CN108314072B
• 公開（公告）日: 2020-03-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 唐潔凈
• 申請（專利權(quán)）人: 寧波普萊斯帝金屬制品有限公司
• 主分類號: C01F11/18
• 分類號: C01F11/18;C01F11/02
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一種具有碳酸鈣殼層的核殼納米顆粒的制備方法，將氧化鈣顆粒分散于去離子水中，加入由十二烷基二甲基芐基氯化銨和月桂酸硫脲咪唑啉表面活性劑組成的復(fù)合表面活性劑，攪拌均勻；料液在微波下處理，料液引入霧化噴嘴的進液端，將二氧化碳氣體引入霧化噴嘴的進氣端，在超聲條件下，對料液進行噴霧，離心分離，去離子水洗滌，干燥，得具有碳酸鈣殼層的核殼納米顆粒。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于碳酸鈣材料制備領(lǐng)域，具體涉及一種制備氧化鈣-碳酸鈣核殼納米顆粒的方法。

背景技術(shù)

碳酸鈣被廣泛用于橡膠、塑料、涂料、造紙、油墨、膠點劑、密封膠等行業(yè)，還可應(yīng)用于牙膏、食品、醫(yī)藥、詞料、建材、化纖等行業(yè)。碳酸鈣的晶型包括方解石、文石、球霰石三種類型，其中方解石結(jié)構(gòu)最穩(wěn)定，文石和球霰石均屬于非穩(wěn)態(tài)。

核殼微粒一般是由通過化學(xué)鍵或其他作用力將一種納米材料包覆在另一種納米材料的表面形成的納米結(jié)構(gòu)。例如，在核結(jié)構(gòu)上進行表面修飾，再通過表面修飾劑與核材料的相互作用，完成殼材料的包覆。然而，包覆過程通常需要克服表面修飾劑與核之間的包覆不完全，以及表面修飾劑與殼材料結(jié)合上的困難，每一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)包覆不夠全面的情況，都將導(dǎo)致核殼材料的包覆不完整。目前，制備碳酸鈣的方法較多，但如何制備具有核殼結(jié)構(gòu)的氧化鈣-碳酸鈣核殼納米顆粒并實現(xiàn)完整包覆未見報道，本發(fā)明摒棄通過表面修飾合成核殼材料的思路，通過原位生長制備得到了完整包覆的氧化鈣-碳酸鈣核殼納米顆粒。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的技術(shù)方案是為了克服已有技術(shù)的不足之處，提出一種具有碳酸鈣殼層的核殼納米顆粒的制備方法。

本發(fā)明提出了一種具有碳酸鈣殼層的核殼納米顆粒的制備方法，包括如下步驟：

1)將粒徑為2-3μm的氧化鈣顆粒分散于去離子水中，加入由十二烷基二甲基芐基氯化銨和月桂酸硫脲咪唑啉表面活性劑組成的復(fù)合表面活性劑，攪拌均勻；

2)將步驟1)得到的料液在微波下處理25-35min；

3)將步驟2)得到的料液引入霧化噴嘴的進液端，將二氧化碳氣體引入霧化噴嘴的進氣端，在超聲條件下，對料液進行噴霧；

4)收集噴霧后的料液，控制離心分離的轉(zhuǎn)數(shù)，去離子水洗滌2-3次，干燥，得具有碳酸鈣殼層的核殼納米顆粒。

其中，微波的功率為500-600W。

其中，氧化鈣與十二烷基二甲基芐基氯化銨、月桂酸硫脲咪唑啉表面活性劑的摩爾比為1∶0.7-0.9∶0.05-0.2。

其中，步驟1)中，氧化鈣與去離子水的質(zhì)量比為1∶100-200。

其中，步驟3)中，料液與二氧化碳的進料比為1g∶200-400mL。

其中，步驟4)中，控制離心轉(zhuǎn)數(shù)為4000-6000rpm。

其中，步驟3)中，超聲功率為150-200W。

本發(fā)明采用微波條件控制氧化鈣顆粒的水化，使氧化鈣表層形成氫氧化鈣層，通過調(diào)控微波功率和時間，可以調(diào)節(jié)氫氧化鈣層的厚度，進而控制碳酸鈣殼層的厚度。顆粒表層的氫氧化鈣在超聲噴霧的條件下與二氧化碳反應(yīng)，料液在湍流條件下被大量二氧化碳氣體沖擊、裹挾，在超聲作用下被二氧化碳分散為極小的液滴，超聲促進了氣液相物料在接觸的瞬間發(fā)生反應(yīng)，并有利于在反應(yīng)過程中避免顆粒的團聚。采用復(fù)合表面活性劑結(jié)合于顆粒表面，在穩(wěn)定顆粒、避免團聚的同時，誘導(dǎo)碳酸鈣形成文石相。

本發(fā)明的有益效果：本方法采用二氧化碳作為料液霧化的氣體，相比于霧化后再與二氧化碳氣體接觸，得到的產(chǎn)物顆粒尺寸更加均一。由于微波法活化了顆粒的表面，結(jié)合超聲噴霧下的瞬時反應(yīng)，顆粒表面活性點多，反應(yīng)快，導(dǎo)致顆粒表面凸凹不平，較相同尺寸、形貌的顆粒比表面積明顯增大。得到具有穩(wěn)定的文石相的碳酸鈣層，核殼顆粒尺寸約為450-720nm。