中國(guó)粉體網(wǎng)訊  碳酸鈣材料生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單、原材料豐富、應(yīng)用性能優(yōu)良，是重要的無(wú)機(jī)化工產(chǎn)品，被廣泛應(yīng)用在多個(gè)工業(yè)領(lǐng)域，如橡膠、造紙、塑料、涂料等行業(yè)。但我國(guó)卻不是碳酸鈣的生產(chǎn)強(qiáng)國(guó)，尤其是在多孔、超細(xì)、功能性碳酸鈣等方面仍以進(jìn)口為主。近幾年對(duì)多孔碳酸鈣的研究也開(kāi)始成為一大熱點(diǎn)。

國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀

國(guó)外最早開(kāi)始研究多孔碳酸鈣的國(guó)家是日本。

1993年，日本興和化學(xué)工業(yè)株式會(huì)社通過(guò)高溫煅燒重質(zhì)碳酸鈣粒子制得多孔碳酸鈣用作填充料和食品添加劑等。

1995年，日本MARUO鈣有限責(zé)任公司在低溫15-30℃條件下，通過(guò)碳酸鈣與磷酸化合物反應(yīng)制備多孔碳酸鈣，該方法成本較低。

1996年，日本的Kond的專利中將CO2氣體通入氫氧化鈣溶液中制備出具有良好的吸油、吸水性能的多孔碳酸鈣。

此后，國(guó)外學(xué)者對(duì)多孔碳酸鈣的研究方向轉(zhuǎn)到應(yīng)用方面。因?yàn)槠鋬?yōu)異的吸附能力，大多數(shù)研究者對(duì)其研究的焦點(diǎn)集中于負(fù)載藥物方面，或者在環(huán)境方面作為吸附劑使用。

國(guó)內(nèi)則更注重制備新方法的研究，研究目的在于獲得更大的比表面積和更規(guī)則的粒徑分布，研究成果還未得到工業(yè)應(yīng)用。

多孔碳酸鈣的制備方法

模板法

模板法主要分為軟、硬模板法兩種，在多孔碳酸鈣的制備過(guò)程中主要以軟模板法為主。

軟模板法制備的碳酸鈣形貌特征圖

乳狀液膜法

乳狀液膜法是將兩種互不相溶的溶劑在表面活性劑的作用下形成乳液，在微泡中經(jīng)成核、聚結(jié)、團(tuán)聚、熱處理后得到納米粒子。

乳狀液膜法制備的碳酸鈣形貌特征圖：采用季銨鹽表面活性劑制備得到微乳液，并添加氯化鎂得到文石晶型的碳酸鈣，其結(jié)構(gòu)外形如圖中(d)、(e)所示

溶劑/水熱法

以溶劑/水作為溶劑在高溫高壓下進(jìn)行反應(yīng)，從而實(shí)現(xiàn)沉淀、結(jié)晶、合成等操作，是納米材料制備常用的方法之一。

 溶液/水熱法制備的碳酸鈣微粒形貌圖

共沉淀法

共沉淀法是指在電解質(zhì)溶液中加入合適的沉淀劑，繼而反應(yīng)生成粒度小、分散均勻的沉淀。該方法因其原理簡(jiǎn)單、操作便捷而深受材料制備者的喜愛(ài)。

牛血清蛋白作為添加劑，同時(shí)采用乙二醇、甘油作為助溶劑，碳酸鈉和氯化鈣為原料，采用共沉淀的方法制備得到了近球形多孔碳酸鈣微粒。

凝膠結(jié)晶法

凝膠結(jié)晶法是一種獲得低溶解度化合物晶體的方法，但該方法還處于開(kāi)發(fā)研究階段，技術(shù)并不完全成熟。

凝膠結(jié)晶法制備的碳酸鈣 SEM 圖

2018年多孔碳酸鈣的高端應(yīng)用迎來(lái)好消息

中科院合肥研究所研制出一種以多孔碳酸鈣為載體的納米緩釋農(nóng)藥，可顯著提高農(nóng)藥利用率、減少農(nóng)藥用量、降低農(nóng)藥引發(fā)的農(nóng)業(yè)面源污染，對(duì)于實(shí)施鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略具有重要意義。

以可溶性淀粉為模板，采用共沉淀法合成出多孔碳酸鈣微球，并以此為載體研制出納米緩釋農(nóng)藥。該農(nóng)藥表現(xiàn)出良好的緩釋行為，可以有效控制農(nóng)藥分子在環(huán)境中的遷移，提高農(nóng)藥利用率，降低農(nóng)藥對(duì)環(huán)境的污染風(fēng)險(xiǎn)。該技術(shù)具有成本低、效率高、環(huán)境友好等優(yōu)勢(shì)，為農(nóng)藥減施增效提供了有效技術(shù)支撐，為培育環(huán)保農(nóng)藥新產(chǎn)業(yè)提供了新途徑。

我國(guó)對(duì)多孔碳酸鈣的研究也逐漸從集中在其制備技術(shù)向?qū)嶋H應(yīng)用發(fā)展，未來(lái)還會(huì)有更多的關(guān)于多孔碳酸鈣的高端應(yīng)用。碳酸鈣一直是被我們大材小用的一種材料，希望更多的研究者關(guān)注多孔碳酸鈣的高端應(yīng)用，提高碳酸鈣的利用價(jià)值。