一種含量可控的混合晶型納米碳酸鈣合成方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于無機碳酸鈣材料制備領(lǐng)域，具體涉及一種納米碳酸鈣材料的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]納米碳酸鈣材料具有合成簡單，多孔，易表面修飾，多形態(tài)，無毒，生物兼容性好的優(yōu)點，并在食品，生物醫(yī)學(xué)，填料，化工，環(huán)境等方面有著廣泛應(yīng)用。
[0003]褚艷紅等人(CN201310570950.3)公開了一種微乳液制備球霰石納米碳酸鈣的方法，該方法只能獲得純球霰石型納米碳酸鈣材料，但不能制備多種碳酸鈣晶型混合的納米材料，同時對材料中的碳酸鈣晶型的含量無法進行調(diào)控。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是要解決現(xiàn)有技術(shù)不能制備多種碳酸鈣晶型混合的納米材料，也無法實現(xiàn)對材料中的碳酸鈣晶型的含量無法進行調(diào)控的問題，而提供一種混合含量可控的混合晶型納米碳酸鈣合成方法。
[0005]一種混合含量可控的混合晶型納米碳酸鈣合成方法，具體是按以下步驟完成的:
[0006]一、配置氯化鈣-聚天冬氨酸混合溶液:利用氯化鈣、聚天冬氨酸和去離子水配置氯化鈣-聚天冬氨酸混合溶液，且所述的氯化鈣-聚天冬氨酸混合溶液中氯化鈣濃度為0.3mol/L，聚天冬氨酸濃度為Mmg/L，其中0〈M〈2.5 ；
[0007]二、配置碳酸鈉溶液:將碳酸鈉溶于去離子水中，得到碳酸鈉溶液，且所述的碳酸鈉溶液中碳酸鈉的濃度為0.3mol/L ；
[0008]三、制備混合微乳液:①、稱量:稱取Ag氯化鈣-聚天冬氨酸混合溶液，Bg環(huán)己燒，Cg脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉，Dg正戊醇，且滿足B/(A+B) X 100% = 85%，C/(A+B+C) X100%= 15%, D/(A+B+D) X100%= 15% 、混合:將 Ag 氯化鈣-聚天冬氨酸混合溶液、Bg環(huán)己烷、Cg脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉和Dg正戊醇混合，并攪拌混勻，得到混合微乳液；
[0009]四、制備碳酸鈉乳液:①、稱量:稱取ag碳酸鈉溶液，bg環(huán)己烷，eg脂肪醇聚氧乙稀醚硫酸鈉，dg 正戊醇，且滿足 a/(a+b) X 100% = 85%，c/(a+b+c) X 100% = 15%, d/(a+b+d)X100%= 15%;②、混合:將ag碳酸鈉溶液、bg環(huán)己烷、eg脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉和dg正戊醇混合，并攪拌混勻，得到碳酸鈉微乳液；
[0010]五、混合:將混合微乳液和碳酸鈉微乳液混合，在溫度為20 °C和攪拌轉(zhuǎn)速為200rpm?300rpm條件下反應(yīng)3h，然后依次進行離心分離、乙醇洗滌和干燥，即得到混合晶型納米碳酸鈣；步驟五中所述的混合微乳液中Ca2+和碳酸鈉微乳液中C032_的摩爾比為1:1 ;步驟五中所述的混合晶型納米碳酸鈣為方解石和球霰石混合晶型的納米碳酸鈣。
[0011]本發(fā)明優(yōu)點:本發(fā)明采用微乳液法與可溶性添加劑聚天冬氨酸的相結(jié)合，與現(xiàn)有合成方法相比，采用本發(fā)明提供的方法合成混合晶型納米碳酸鈣粒徑分布均勻，且通過調(diào)整步驟一中氯化鈣-聚天冬氨酸混合溶液中聚天冬氨酸的濃度，達到控制方解石和球霰石混合晶型的納米碳酸鈣中球霰石型碳酸鈣含量的目的。
【附圖說明】
[0012]圖1是實施例1制備的混合晶型納米碳酸鈣X射線衍射圖譜；
[0013]圖2是實施例1制備的混合晶型納米碳酸鈣掃描電子顯微鏡照片；
[0014]圖3是實施例2制備的混合晶型納米碳酸鈣X射線衍射圖譜；
[0015]圖4是實施例2制備的混合晶型納米碳酸鈣掃描電子顯微鏡照片；
[0016]圖5是實施例3制備的混合晶型納米碳酸鈣X射線衍射圖譜；
[0017]圖6是實施例3制備的混合晶型納米碳酸鈣掃描電子顯微鏡照片；
[0018]圖7是實施例4制備的混合晶型納米碳酸鈣X射線衍射圖譜；
[0019]圖8是實施例4制備的混合晶型納米碳酸鈣掃描電子顯微鏡照片；
[0020]圖9是實施例5制備的混合晶型納米碳酸鈣X射線衍射圖譜；
[0021]圖10是實施例5制備的混合晶型納米碳酸鈣掃描電子顯微鏡照片；
[0022]圖11是實施例6制備的混合晶型納米碳酸鈣X射線衍射圖譜；
[0023]圖12是實施例6制備的混合晶型納米碳酸鈣掃描電子顯微鏡照片。
【具體實施方式】
[0024]【具體實施方式】一:本實施方式是一種含量可控的混合晶型納米碳酸鈣合成方法，具體是按以下步驟完成的:
[0025]一、配置氯化鈣-聚天冬氨酸混合溶液:利用氯化鈣、聚天冬氨酸和去離子水配置氯化鈣-聚天冬氨酸混合溶液，且所述的氯化鈣-聚天冬氨酸混合溶液中氯化鈣濃度為0.3mol/L，聚天冬氨酸濃度為M mg/L，其中0〈M〈2.5 ；
[0026]二、配置碳酸鈉溶液:將碳酸鈉溶于去離子水中，得到碳酸鈉溶液，且所述的碳酸鈉溶液中碳酸鈉的濃度為0.3mol/L ；
[0027]三、制備混合微乳液:①、稱量:稱取Ag氯化鈣-聚天冬氨酸混合溶液，Bg環(huán)己烷，Cg脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉，Dg正戊醇，且滿足B/(A+B)X100% = 85%, C/(A+B+C) X 100%= 15%, D/(A+B+D) X100%= 15% 、混合:將 Ag 氯化鈣-聚天冬氨酸混合溶液、Bg環(huán)己烷、Cg脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉和Dg正戊醇混合，并攪拌混勻，得到混合微乳液；
[0028]四、制備碳酸鈉乳液:①、稱量:稱取ag碳酸鈉溶液，bg環(huán)己烷，eg脂肪醇聚氧乙稀醚硫酸鈉，dg 正戊醇，且滿足 a/(a+b) X 100% = 85%，c/(a+b+c) X 100% = 15%, d/(a+b+d)X100%= 15%;②、混合:將ag碳酸鈉溶液、bg環(huán)己烷、eg脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉和dg正戊醇混合，并攪拌混勻，得到碳酸鈉微乳液；
[0029]五、混合:將混合微乳液和碳酸鈉微乳液混合，在溫度為20 °C和攪拌轉(zhuǎn)速為200rpm?300rpm條件下反應(yīng)3h，然后依次進行離心分離、乙醇洗滌和干燥，即得到混合晶型納米碳酸鈣；步驟五中所述的混合微乳液中Ca2+和碳酸鈉微乳液中C032_的摩爾比為1:1 ;步驟五中所述的混合晶型納米碳酸鈣為方解石和球霰石混合晶型的納米碳酸鈣。
[0030]本實施方式采用微乳液法與可溶性添加劑聚天冬氨酸的相結(jié)合，與現(xiàn)有合成方法相比，采用本實施方式提供的方法合成混合晶型納米碳酸鈣粒徑分布均勻，制備得到的的混合晶型納米碳酸鈣為方解石和球霰石混合晶型的納米碳酸鈣，即在本實施方式制備的混合晶型納米碳酸鈣中同時存在球霰石型碳酸鈣和方解石型碳酸鈣，且通過調(diào)整步驟一中氯化鈣-聚天冬氨酸混合溶液中聚天冬氨酸的濃度，達到控制方解石和球霰石混合晶型的納米碳酸鈣中球霰石型碳酸鈣含量的目的。
[0031]納米碳酸鈣材料的使用性能是由顆粒的結(jié)構(gòu)和表面性質(zhì)決定的，控制顆粒中不同的碳酸鈣晶型及其不同的比例能夠改變材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)和顆粒形貌，進而改善納米碳酸鈣材料的使用性能。另外，混合晶型納米碳酸鈣可以抑制單晶型納米碳酸鈣材料的顆粒聚集。
[0032]根據(jù)公式I計算求出【具體實施方式】一制備的混合晶型納米碳酸鈣中方解石與球霰石的摩爾分?jǐn)?shù)比值，公式I如下:
[0033]Iv10Vlc110= 7.691 XX C/Xv
[0034]其中，Iv10Vlc110^ (104)晶面衍射峰與(110)晶面衍射峰的峰積分面積之比；X c/Xv為方解石型碳酸鈣與球霰石型碳酸鈣的摩爾分?jǐn)?shù)比。
[0035]將公式I計算結(jié)果代入公式2中，即可求得【具體實施方式】一制備的混合晶型納米碳酸鈣中球霰石型碳酸鈣的百分含量，公式2如下:
[0036]球霰石含量=Xv/(Xc+Xv)X 100%
[0037]計算出【具體實施方式】一制備的混合晶型納米碳酸鈣中球霰石型碳酸鈣的含量。
[0038]【具體實施方式】二:本實施方式與【具體實施方式】一的不同點是:當(dāng)步驟一中所述的氯化鈣-聚天冬氨酸混合溶液中聚天冬氨酸濃度為0.25mg/L時，步驟五中所述的方解石和球霰石混合晶型的納米碳酸鈣中球霰石型碳酸鈣含量為73%?76%。其他與【具體實施方式】一相同。
[0039]【具體實施方式】三:本實施方式與【具體實施方式】一的不同點是:當(dāng)步驟一中所述的氯化鈣-聚天冬氨酸混合溶液中聚天冬氨酸濃度為0.5mg/L時，步驟五中所述的方解石和球霰石混合晶型的納米碳酸鈣中球霰石型碳酸鈣含量為80%?83%。其他與【具體實施方式】一相同。
[0040]【具體實施方式】四:本實施方式與【具體實施方式】一的不同點是:當(dāng)步驟一中所述的氯化鈣-聚天冬氨酸混合溶液中聚天冬氨酸濃度為1.0mg/L時，步驟五中所述的方解石和球霰石混合晶型的納米碳酸鈣中球霰石型碳酸鈣含量為85%?88%。其他與【具體實施方式】一相同。
[0041]【具體實施方式】五:本實施方式與【具體實施方式】一的不同點是:當(dāng)步驟一中所述的氯化鈣-聚天冬氨酸混合溶液中聚天冬氨酸濃度為1.25mg/L時，步驟五中所述的方解石和球霰石混合晶型的納米碳酸鈣中球霰石型碳酸鈣含量為91%?94%。其他與【具體實施方式】一相同。
[0042]采用下述試驗驗證本發(fā)明效果
[0043]實施例1:一種含量