本發(fā)明是一種利用工業(yè)固體廢棄物電石渣和將溫室氣體co2快速捕集后的產(chǎn)物二氧化碳儲(chǔ)集材料(co2sm)制備碳酸鈣(caco3)微粒的方法。屬于環(huán)境保護(hù)和材料技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
全球氣候變暖已成為國際熱點(diǎn)問題，co2因具有溫室效應(yīng)被普遍認(rèn)為是導(dǎo)致全球氣候變暖的重要原因之一。如何減少co2排放，降低大氣中co2濃度是人類面臨的共同難題。在前期專利(專利申請(qǐng)?zhí)?01410578343.6)中，co2已被高效地固定為一種新型的固態(tài)co2sm，如何實(shí)現(xiàn)其高值化利用是本專利發(fā)展的重點(diǎn)。co2礦物碳酸化隔離是一種有商業(yè)應(yīng)用潛力、能夠大規(guī)模處理co2的方法，也是國家重點(diǎn)發(fā)展的co2利用技術(shù)之一。
碳酸鈣作為一種增韌補(bǔ)強(qiáng)效果優(yōu)異的無機(jī)功能性填料，已被廣泛應(yīng)用于橡膠、塑料、造紙、涂料、醫(yī)藥、生物、油墨、潤滑油等領(lǐng)域。當(dāng)前碳酸鈣產(chǎn)品多以石灰石為原料，不僅破壞環(huán)境，而且原料儲(chǔ)量越來越少，無法滿足市場(chǎng)需求。另外，不同微觀形貌的碳酸鈣產(chǎn)品的性能和應(yīng)用領(lǐng)域各異，如球狀碳酸鈣適宜作為造紙?zhí)盍?、立方狀碳酸鈣對(duì)塑料應(yīng)用效果最佳，具有獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)的鏈狀碳酸鈣適用于橡膠行業(yè)。特殊形貌和性能的納微尺度碳酸鈣產(chǎn)品將是未來的發(fā)展方向之一。添加晶型誘導(dǎo)劑是制備不同形貌碳酸鈣產(chǎn)品的主要途徑之一，但是晶型誘導(dǎo)劑用量大，價(jià)格昂貴，導(dǎo)致生產(chǎn)成本高，不利于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。
電石渣是氯堿行業(yè)制取c2h2氣體后產(chǎn)生的堿性廢渣(ph＞12)，我國每年產(chǎn)生量高達(dá)1800萬噸，利用率極低(＜30％)，而大量堆積會(huì)污染空氣、土地和地下水等。盡管其可制備化工產(chǎn)品(如高碳鈣)、新型材料(如硬硅鈣石保溫材料)和環(huán)境材料(如處理酸性廢水)等，但是產(chǎn)品的附加值不高。如能使電石渣中的豐富鈣質(zhì)(ca(oh)2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為80％～90％)得到充分利用，不僅可以變廢為寶，也可以為日益貧瘠的石灰石資源找到替代品。為此，本專利選擇以廉價(jià)的電石渣為原料，將其飽和溶液與co2sm混合，快速、高效地合成納微尺度的caco3微粒。這對(duì)于我國co2和電石渣利用技術(shù)的發(fā)展具有非常重要的實(shí)際意義。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是提供一種利用電石渣和co2sm制備納微尺度caco3微粒的方法。
本發(fā)明快速制備納微尺度caco3微粒的方法，對(duì)電石渣中的ca(oh)2含量沒有特殊要求，但是，為了得到更好形貌的caco3微粒，優(yōu)選電石渣中ca(oh)2含量應(yīng)大于70wt％。
本發(fā)明制備納微尺度caco3微粒的基本原理說明如下：
egs(和/或eda)+ca2+→egs-ca2+(和/或eda-ca2+)(1)
egs(和/或eda)+co32-→egs-co32-(和/或eda-co32-)(2)
egs-ca2+(和/或eda-ca2+)+egs-co32-(和/或eda-co32-)
→caco3+egs(和/或eda)(3)
通過上述機(jī)制，可實(shí)現(xiàn)納微尺度caco3微粒的有效合成。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體的實(shí)施方案來描述本發(fā)明，即一種利用電石渣和co2sm制備納微尺度caco3微粒的方法。具體實(shí)施方式如下：
實(shí)施例1：
將電石渣配制成飽和溶液，并與co2sm混合于反應(yīng)釜中，攪拌均勻，在80℃下反應(yīng)1h，過濾、以蒸餾水洗滌、100℃下真空干燥5h，獲得caco3微粒。濾液通入co2，與適量電石渣混合于反應(yīng)釜中，重復(fù)上述反應(yīng)步驟，可再次獲得相同晶型的caco3微粒。所得caco3微粒的掃描電鏡和透射電鏡照片如圖1所示。
產(chǎn)物主要物化性質(zhì)：
顆粒直徑為(1～5)μm，分解點(diǎn)683℃。ftir光譜數(shù)據(jù)：745cm-1、875cm-1為球霰石型caco3的特征峰。xrd數(shù)據(jù)：球霰石型caco3：20.98°、24.87°、27.09°、32.75°、43.85°、50.03°。
實(shí)施例2：
將電石渣配制成懸濁液，并與co2sm混合，在室溫下攪拌反應(yīng)1h，過濾、以無水乙醇洗滌、120℃下真空干燥3h，獲得caco3微粒。所得caco3微粒的掃描電鏡和透射電鏡照片如圖2所示。
產(chǎn)物主要物化性質(zhì)：
顆粒直徑為(1～5)μm，分解點(diǎn)685℃。ftir光譜數(shù)據(jù)：711cm-1、876cm-1為方解石型caco3的特征峰。xrd數(shù)據(jù)：方解石型caco3：23.03°、29.35°、39.29°、47.44°、48.51°。
實(shí)施例3：
將電石渣配制成飽和溶液，并與co2sm混合于反應(yīng)釜中，攪拌均勻，在室溫下靜置反應(yīng)2h，過濾、以二氯甲烷洗滌、45℃下真空干燥2h，獲得caco3微粒。濾液通入co2，與適量電石渣混合于反應(yīng)釜中，重復(fù)上述反應(yīng)步驟，可再次獲得相同晶型的caco3微粒。所得caco3微粒的掃描電鏡照片如圖3所示。
產(chǎn)物主要物化性質(zhì)：
顆粒直徑為(1～5)μm，分解點(diǎn)690℃。ftir光譜數(shù)據(jù)：746cm-1、873cm-1為球霰石型caco3的特征峰。xrd數(shù)據(jù)：球霰石型caco3：20.92°、24.83°、27.06°、32.79°、43.81°、50.05°。
附圖說明
圖1是caco3微粒的掃描電鏡和透射電鏡照片。
圖2是caco3微粒的掃描電鏡和透射電鏡照片。
圖3是caco3微粒的掃描電鏡照片。