碳酸钙主要有3种晶型结构:方解石、文石和球霰石。其中,热力学稳定晶型为方解石,最不稳定的是球霰石型碳酸钙。但由于球霰石特殊的球状结构,具有比表面积高、孔隙率大等优点,球型碳酸钙的制备已成为一个研究热点。研究发现通过添加某些晶型调控剂能制备得到稳定的球霰石型碳酸钙。
常用的球霰石制备方法有2种:CO2-Ca(OH)2碳化法与Ca2+-CO32-复分解法。由于碳化法的速率取决于CO2在水中低的溶解速率,导致碳化法获得的球霰石产率不高。复分解法因其产率高、反应简单易行而受到广泛关注,但常需要添加晶型调控剂以稳定其晶型和形貌。其中,可溶性晶型调控剂对碳酸钙晶型、形貌和尺寸等有调控作用。
可溶性晶型调控剂主要包括可溶性的小分子、高分子和水溶性表面活性剂等。
谭婷婷等以可溶性小分子硼酸为晶型调控剂,采用复分解反应制备了方解石型球形碳酸钙,发现硼酸对碳酸钙的形貌、晶型、粒径等有较大的影响。
王君等以表面活性剂羧甲基纤维素钠(CMC)为晶型调控剂获得了微米级碳酸钙微球,发现CMC的加入对碳酸钙微球的形貌、孔径、比表面积、表面电荷等有显著的影响。
张晓蕾等和郑天文等以高分子聚丙烯酸(PAA)和水溶性表面活性剂十二烷基苯磺酸钠(SDBS)组成的复合晶型调控剂,利用复分解法制备出高球霰石含量的碳酸钙微球。
丁红霞等采用高分子聚乙烯醇(PVA)和十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)组成的复合晶型调控剂获得球状及花状的球霰石。
基于仿生合成的生物高分子晶型调控剂也受到大量学者的关注,研究较多的有蛋白质和多糖类。常见的多糖如葡萄糖、蔗糖、可溶性淀粉和糊精等均对碳酸钙的形貌及晶型具有一定的影响,王农等以蔗糖、葡萄糖和可溶性淀粉作为晶型调控剂,采用碳化法获得粒径约为50nm的立方形纳米碳酸钙。
张娟发现可溶性淀粉和糊精两种晶型调控剂可以促进球霰石碳酸钙的形成。张慧等证实在可溶性淀粉调控下可以得到粒径约为4μm的球霰石碳酸钙,但尚未发现孔状结构,也尚未探讨工艺条件对碳酸钙形貌及晶型的影响规律。
胡彩霞等利用简单易行的复分解反应,以氯化钙和碳酸钠为合成试剂,以可溶性淀粉(SS)为晶型调控剂,成功制备了粒径为4~5μm的多孔球霰石碳酸钙。最佳制备工艺条件:SS添加量为0.5g,滴加速度为1.5mL/min,氯化钙与碳酸钠的物质的量比为1∶1。

资料来源:《胡彩霞,胡辰鑫,彭剑龙,钟星.以可溶性淀粉为晶型调控剂制备多孔球形碳酸钙[J].无机盐工业,2021,53(05):51-55》,由【粉体技术网】编辑整理,转载请注明出处!
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