[發明專利]一種粒徑可控類立方沉淀碳酸鈣的制備方法

在審

• 申請號: 202111291794.8
• 申請日: 2021-11-03
• 公開（公告）號: CN113800548A
• 公開（公告）日: 2021-12-17
• 發明（設計）人: 楊愛梅;朱勇;黃煒波;黃志欽
• 申請（專利權）人: 廣西華納新材料科技有限公司
• 主分類號: C01F11/18
• 分類號: C01F11/18;B82Y40/00
• 代理公司: 南寧東之智專利代理有限公司 45128
• 代理人: 楊秋慧

本發明公開了一種粒徑可控類立方沉淀碳酸鈣的制備方法，包括如下步驟：往氯化鈣溶液中添加烷基磷酸酯表面活性劑，攪拌均勻,獲得氯化鈣混合液；往碳酸鈉溶液中加入可溶性堿，攪拌均勻，制得碳酸鈉混合液；在室溫下，將碳酸鈉混合液以50～200ml/min的速度滴加到氯化鈣溶液中，并以500～900r/min攪拌轉速攪拌均勻，得反應物；再將反應物經過濾，洗滌，分離，烘干，即得類立方沉淀碳酸鈣。本發明方法以碳酸鈉、氯化鈣為反應初始原料，以烷基磷酸酯為表面活性劑，通過控制反應過程中體系的pH實現對碳酸鈣粒徑的控制。本發明操作簡單、反應條件溫和，實驗原料價格低廉，為工業生產沉淀碳酸鈣的粒徑控制提供了方向。

技術領域

本發明屬于無機材料制備技術領域，具體是一種粒徑可控類立方沉淀碳酸鈣的制備方法。

背景技術

碳酸鈣是一種重要的無機化工產品和功能型粉體材料，廣泛應用于塑料、密封膠、造紙、涂料、油墨、化學建材、日用化工、醫藥等行業與領域。根據生產方法的不同碳酸鈣分為重質碳酸鈣和沉淀碳酸鈣兩大類。目前，合成沉淀碳酸鈣的主要方法是碳酸化反應法和直接沉淀法。碳酸化反應法是以石灰漿（氫氧化鈣懸浮液）和含二氧化碳的混合氣體為反應初始原料制備沉淀碳酸鈣的方法，主要包括間歇鼓泡碳酸化法、連續噴霧碳酸化法和超重力碳酸化法等；直接沉淀法是以可溶性鈣鹽和碳酸鹽為反應初始原料制備沉淀碳酸鈣的方法。碳酸化反應法制備沉淀碳酸鈣為工業生產中最為常用的方法，而直接沉淀法則被廣泛應用于實驗室中，主要研究碳酸鈣的結晶及形貌變化過程，例如：反應溫度、反應濃度、反應速度以及添加劑等對碳酸鈣的晶型和形貌的影響。直接沉淀法合成碳酸鈣過程操作簡單、反應體系易于控制、便于對碳酸鈣的形成過程以及各種因素的影響進行系統的研究。

在無添加劑的情況下，氯化鈣和碳酸鈉反應體系中，無論是采用兩種溶液的簡單混合還是采用注射合成，室溫條件下得到以方解石為主晶相，球霰石為次晶相（Chen Y X,Ji X B, Wang X B. Materials Letters,2010,64:2184-2187。Yu J G, Lei M, Cheng B.Materials Chemistry and Physics,2004,88:1-4）。在添加PAA的反應中，低溫下（25℃）pH值對產物的影響較大，pH值為9時的產物為表面凹凸不平、有大量生長臺階的塊狀晶體，pH值增大，產物變圓，臺階逐漸消失；高溫下（80℃）pH值對產物的影響較小（Yu J G, Lei M,Cheng B, et al. Journal of Soild State Chemistry,2004,177:681-689）。

專利CN 105645451 A 以化工生產中副產物氯化鈣溶液與碳酸鈉溶液為原料制取沉淀碳酸鈣。專利CN 105585041 B 以碳酸鈉和氯化鈣為原料，用水和碳酸鈉配置了一定濃度的碳酸鈉溶液，無水乙醇與氯化鈣配置成氯化鈣溶液，再將氯化鈣醇溶液緩慢加入到碳酸鈉水溶液進行水/醇溶液界面反應，將生成沉淀離心洗滌后烘干，得到橘瓣狀碳酸鈣微粒。專利CN 101544390 B 采用兩級碳化工藝，實現了工業化生產過程中納米碳酸鈣粒子粒徑在20-80nm之間可控。CN 104261450 B專利通過碳酸氫銨固體揮發釋放二氧化碳與氯化鈣的乙醇水混合液進行緩慢反應，制備出一種單分散非晶體碳酸鈣納米顆粒，其粒徑分布范圍在10至300nm之間。

以上背景技術內容的公開僅用于輔助理解本發明的發明構思及技術方案，其并不必然屬于本專利申請的現有技術，在沒有明確的證據表明上述內容在本專利申請的申請日已經公開的情況下，上述背景技術不應當用于評價本申請的新穎性和創造性。

發明內容

為此，本發明目的在于提供一種粒徑可控類立方沉淀碳酸鈣的制備方法。本發明方法以以碳酸鈉、氯化鈣為反應初始原料，以烷基磷酸酯為表面活性劑，通過控制反應過程中體系的pH實現對碳酸鈣粒徑的控制。本發明操作簡單、反應條件溫和，實驗原料價格低廉，可實現對類立方沉淀碳酸鈣粒徑的精準控制，建立類立沉淀碳酸鈣與其pH值之間的關系，為工業生產沉淀碳酸鈣的粒徑控制提供了方向。

為了實現以上目的，本發明采用如下技術方案：