本發(fā)明涉及材料制備，尤其涉及一種高長(zhǎng)徑比半水石膏晶須及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、石膏作為一種常見(jiàn)的礦物，具有廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域。尤其在建筑、陶瓷、醫(yī)藥等領(lǐng)域，石膏的應(yīng)用價(jià)值尤為突出。半水石膏作為石膏的一種重要形態(tài)，因其高強(qiáng)度、低需水量、優(yōu)越的性價(jià)比、良好的生物相容性和可生物降解性等優(yōu)點(diǎn)而受到了廣泛的關(guān)注和應(yīng)用。近年來(lái)，隨著科技的進(jìn)步和工業(yè)化生產(chǎn)的需要，對(duì)半水石膏的制備技術(shù)也提出了更高的要求。

2、特別是單晶的一維半水石膏晶須是其中最有吸引力的多功能無(wú)機(jī)材料，因?yàn)槠渚哂歇?dú)特的高抗拉強(qiáng)度和彈性模量的特點(diǎn)，從而在橡膠，紙張，摩擦材料，甚至環(huán)保材料等領(lǐng)域顯示出巨大的應(yīng)用潛力。目前已經(jīng)開(kāi)發(fā)出了許多方法來(lái)制備半水石膏晶須，其中使用最廣泛的方法是使用水溶性添加劑在形核和生長(zhǎng)過(guò)程中調(diào)節(jié)半水石膏的長(zhǎng)徑比來(lái)獲得一維的半水石膏晶須。

3、然而，現(xiàn)有過(guò)程中通常使用檸檬酸鈉、乙二胺四乙酸二鈉、順丁烯二酸酐和乙二酸等物質(zhì)作為半水石膏晶須的晶形誘導(dǎo)劑，利用上述晶型誘導(dǎo)劑制得的半水石膏晶須，通常晶須的長(zhǎng)徑比為幾十至一百多。對(duì)于需要更高長(zhǎng)徑比的領(lǐng)域，現(xiàn)有方法制得的半水石膏晶須還難以滿足需求。

4、因此，研究和開(kāi)發(fā)一種新型的半水石膏晶須的制備方法，以獲得更高的長(zhǎng)徑比，對(duì)于推動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有重要意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明公開(kāi)了一種高長(zhǎng)徑比半水石膏晶須及其制備方法，以解決相關(guān)技術(shù)中半水石膏晶須長(zhǎng)徑比較小的技術(shù)問(wèn)題。

2、為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案：

3、本發(fā)明的第一個(gè)方面提供了一種高長(zhǎng)徑比半水石膏晶須的制備方法。

4、本發(fā)明高長(zhǎng)徑比半水石膏晶須的制備方法，包括如下步驟：

5、將醇與水混合形成醇溶液，并向所述醇溶液中加入調(diào)晶劑混合形成澄清透明溶液，其中，所述調(diào)晶劑包括k、na、mg、zn、al元素的鹽酸鹽中的至少兩種；

6、將二水石膏加入所述澄清透明溶液中，均勻分散并形成懸濁液；

7、將所述懸濁液加入水浴中加熱，在攪拌條件下反應(yīng)后過(guò)濾，將所得固體干燥后即得高長(zhǎng)徑比半水石膏晶須。

8、根據(jù)一個(gè)可選的實(shí)施方式，k、na、mg、zn、al元素的鹽酸鹽的添加量為0.1-1?mol/l。

9、根據(jù)一個(gè)可選的實(shí)施方式，所述的醇為丙三醇，所述的醇與水的體積比例為1∶3-3∶1。

10、根據(jù)一個(gè)可選的實(shí)施方式，所述二水石膏為反應(yīng)合成得到的二水石膏或天然二水石膏，所述二水石膏的純度為99%以上。

11、根據(jù)一個(gè)可選的實(shí)施方式，所述二水石膏的添加量為10-200?g/l。

12、根據(jù)一個(gè)可選的實(shí)施方式，所述水浴反應(yīng)的溫度為60-100?℃，反應(yīng)時(shí)間為1-5小時(shí)。

13、根據(jù)一個(gè)可選的實(shí)施方式，將反應(yīng)后所得混合物過(guò)濾時(shí)，過(guò)濾所得的濾餅用水和無(wú)水乙醇洗滌。

14、根據(jù)一個(gè)可選的實(shí)施方式，反應(yīng)后所得混合物過(guò)濾時(shí)的溫度高于60?℃，并且用于洗滌濾餅的水的溫度為80-100?℃

15、根據(jù)一個(gè)可選的實(shí)施方式，將過(guò)濾后所得固體至于溫度為40-100?℃的烘箱中干燥4-24小時(shí)。

16、本發(fā)明的第二個(gè)方面提供了一種高長(zhǎng)徑比半水石膏晶須。

17、本發(fā)明的高長(zhǎng)徑比半水石膏晶須，所述半水石膏晶須的長(zhǎng)徑比大于600∶1，所述高長(zhǎng)徑比半水石膏晶須包括如下配比的原料：

18、醇和水，所述醇與水的體積比例為1∶3-3∶1；

19、調(diào)晶劑，所述調(diào)晶劑包括k、na、mg、zn、al元素的鹽酸鹽中的至少兩種，

20、在所述醇與水混合形成的醇溶液中，k、na、mg、zn、al元素的鹽酸鹽的添加量為0.1-1?mol/l

21、二水石膏，在所述醇與水混合形成的醇溶液中，所述二水石膏的添加量為10-200g/l；

22、并且所述高長(zhǎng)徑比半水石膏晶須采用本發(fā)明中任一項(xiàng)技術(shù)方案所述的高長(zhǎng)徑比半水石膏晶須的制備方法制得。

23、本發(fā)明采用的技術(shù)方案能夠達(dá)到以下有益效果：

24、本發(fā)明高長(zhǎng)徑比半水石膏晶須的制備方法，以二水石膏為原料，以k、na、mg、zn、al元素的鹽酸鹽中的至少兩種為調(diào)晶劑，在醇水溶液體系中通過(guò)水浴加熱可制得長(zhǎng)徑比大于600∶1的半水石膏晶須。另一方面，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的方法制備路線簡(jiǎn)單，操作方便，生產(chǎn)周期短，產(chǎn)率較高，能耗低，易實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。

25、本發(fā)明高長(zhǎng)徑比半水石膏晶須的制備方法，獲得的半水石膏晶須的長(zhǎng)徑比大于600∶1，相比于較小長(zhǎng)徑比的半水石膏晶須，本發(fā)明具有較大長(zhǎng)徑比的半水石膏晶須通常較長(zhǎng)且直徑較小，使得晶須的抗拉強(qiáng)度較高，能承受較大的拉力；本發(fā)明具有較大長(zhǎng)徑比的半水石膏晶須還具有高比表面積，表面活性位點(diǎn)豐富，能夠與其余物質(zhì)充分接觸，從而表現(xiàn)出良好的催化、吸附、傳感等性能；本發(fā)明具有較大長(zhǎng)徑比的半水石膏晶須還具有高晶體度，晶體結(jié)構(gòu)規(guī)整、晶體間距均勻，可提供更好的物理和化學(xué)性能?；诎胨嗑ы毜母唛L(zhǎng)徑比，可將其用于生物醫(yī)學(xué)、材料科學(xué)、能源等多個(gè)領(lǐng)域。

技術(shù)特征：

1.一種高長(zhǎng)徑比半水石膏晶須的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高長(zhǎng)徑比半水石膏晶須，其特征在于，所述調(diào)晶劑中至少包括兩種價(jià)態(tài)的金屬陽(yáng)離子。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高長(zhǎng)徑比半水石膏晶須，其特征在于，k、na、mg、zn、al元素的鹽酸鹽的添加量為0.1-1?mol/l。

4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的高長(zhǎng)徑比半水石膏晶須，其特征在于，所述的醇為丙三醇，所述的醇與水的體積比例為1∶3-3∶1。

5.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的高長(zhǎng)徑比半水石膏晶須，其特征在于，所述二水石膏為反應(yīng)合成得到的二水石膏或天然二水石膏，所述二水石膏的純度為99%以上，并且所述二水石膏的添加量為10-200?g/l。

6.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的高長(zhǎng)徑比半水石膏晶須，其特征在于，所述水浴反應(yīng)的溫度為60-100?℃，反應(yīng)時(shí)間為1-5小時(shí)。

7.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的高長(zhǎng)徑比半水石膏晶須，其特征在于，將反應(yīng)后所得混合物過(guò)濾時(shí)，過(guò)濾所得的濾餅用水和無(wú)水乙醇洗滌。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的高長(zhǎng)徑比半水石膏晶須，其特征在于，反應(yīng)后所得混合物過(guò)濾時(shí)的溫度高于60?℃，并且用于洗滌濾餅的水的溫度為80-100?℃。

9.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的高長(zhǎng)徑比半水石膏晶須，其特征在于，將過(guò)濾后所得固體至于溫度為40-100?℃的烘箱中干燥4-24小時(shí)。

10.一種高長(zhǎng)徑比半水石膏晶須，其特征在于，所述半水石膏晶須的長(zhǎng)徑比大于600∶1，所述高長(zhǎng)徑比半水石膏晶須包括如下配比的原料：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)了一種高長(zhǎng)徑比半水石膏晶須及其制備方法，涉及材料制備技術(shù)領(lǐng)域。該方法包括如下步驟：將醇與水混合形成醇溶液，并向醇溶液中加入調(diào)晶劑混合形成澄清透明溶液，其中，調(diào)晶劑包括K、Na、Mg、Zn、Al元素的鹽酸鹽中的至少兩種；將二水石膏加入澄清透明溶液中，均勻分散并形成懸濁液；將懸濁液加入水浴中加熱，在攪拌條件下反應(yīng)后過(guò)濾，將所得固體干燥后即得高長(zhǎng)徑比半水石膏晶須。本發(fā)明高長(zhǎng)徑比半水石膏晶須的制備方法，可獲得長(zhǎng)徑比大于600∶1的半水石膏晶須。

技術(shù)研發(fā)人員：騰威利,楊亦龍,陳珍風(fēng),趙亞奇,梁浜雷,王宗濤,朱元昭,黃輝,蔡斌,田宇闊,趙珍珠,丁幸果,陳磊,劉俊冶
受保護(hù)的技術(shù)使用者：河南城建學(xué)院
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/10