沉淀反应制备碳酸钙粒子及其形貌和结构控制

摘要： 调节CaCl2与Na2CO3简单沉淀反应的实验条件制备了微米及纳米级CaCO3粒子, 探讨了晶型控制剂种类及用量、反应物浓度、分散方式等多种因素对CaCO3粒子形貌及其分散性等性能的影响。使用光学显微镜、扫描电镜、动态光散射激光粒度仪、X射线衍射等对产物进行了表征。结果表明, 无晶型控制剂时, 所得产物主要为大小均一方解石晶型CaCO3, 尺寸为4~5 μm。相对于机械搅拌, 超声波分散制备粒子的形貌更规整, 尺寸更均一。在超声波分散条件下, 分别采用三聚磷酸钠(STP)、羧甲基纤维素钠(CMC)和聚苯乙烯磺酸钠(PSS)为晶型控制剂, 并改变其用量通过沉淀反应制备了CaCO3粒子, 对所得产物的结构及其形貌进行了表征。结果表明, 晶型控制剂及其用量对CaCO3粒子的结构及其形貌有重要影响。使用STP为晶型控制剂时, 除了用量极低的条件下(≤0.10wt%)形成主要为球霰石结构的产物外, 一般都形成无定型CaCO3; 使用CMC时, 一般都形成方解石结构产物; 与CMC相反, 使用PSS为晶型控制剂时, 得到的主要是球霰石结构产物, 掺杂少量方解石结构产物。对晶型控制剂在沉淀反应中的作用机理进行了讨论。