一種納米氧化鈣及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種納米氧化鈣及其制備方法。其技術(shù)方案是：先將裝有納米碳酸鈣的鋼制容器放入真空加熱爐內(nèi)；再將所述真空加熱爐抽真空至10pa或10Pa以下；然后將所述抽真空后的真空加熱爐加熱至300℃~500℃，保溫1~1800秒；最后采用淬冷方法或急冷方法對所述鋼制容器進(jìn)行冷卻，將納米氧化鈣取出即得。本發(fā)明具有工藝簡單、制備成本低和生產(chǎn)效率高的特點(diǎn)，所制備的納米氧化鈣顯微結(jié)構(gòu)均勻、粒度小和使用范圍廣。
【專利說明】 一種納米氧化鈣及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于材料學(xué)【技術(shù)領(lǐng)域】。尤其涉及一種納米氧化鈣及其制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002]廣義地說，納米材料是指在三維空間中至少有一維處在納米尺度范圍(0.1nnTlOOnm)或由他們作為基本單元構(gòu)成的材料。納米材料具有的特性包括:
(I)表面與界面效應(yīng)，這是指納米晶體粒表面原子數(shù)與總原子數(shù)之比隨粒徑變小而急劇增大后所引起的性質(zhì)上的變化；(2)小尺寸效應(yīng)，當(dāng)納米微粒尺寸與光波波長，傳導(dǎo)電子的德布羅意波長及超導(dǎo)態(tài)的相干長度、透射深度等物理特征尺寸相當(dāng)或更小時(shí)，它的周期性邊界被破壞，從而使其聲、光、電、磁和熱力學(xué)等性能呈現(xiàn)出“新奇”的現(xiàn)象；(3)量子尺寸效應(yīng)，當(dāng)粒子的尺寸達(dá)到納米量級時(shí)，會出現(xiàn)納米材料的量子效應(yīng)，從而使其磁、光、聲、熱、電、超導(dǎo)電性能變化。例如，有種金屬納米粒子吸收光線能力非常強(qiáng)，在1.1365千克水里只要放入千分之一這種粒子，水就會變得完全不透明；(4)宏觀量子隧道效應(yīng)，微觀粒子具有貫穿勢壘的能力稱為隧道效應(yīng)。納米粒子的磁化強(qiáng)度等也有隧道效應(yīng)，它們可以穿過宏觀系統(tǒng)的勢壘而產(chǎn)生變化，這種被稱為納米粒子的宏觀量子隧道效應(yīng)。借助于納米材料的各種特殊性質(zhì)，科技工作者們在各個研究領(lǐng)域都取得了突破性的進(jìn)展，同時(shí)也促進(jìn)了納米材料應(yīng)用的越來越廣泛化，如在催化、生物醫(yī)學(xué)、精細(xì)化工、國防科技、海水凈化、航空航天、環(huán)境能源和微電子學(xué)多個領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。
[0003]納米氧化鈣雖可廣泛的應(yīng)用于上述領(lǐng)域，但制備工藝比較復(fù)雜。如有人在制備CaO基CO2反應(yīng)吸附劑時(shí)，以納米CaCO3、鋁溶膠、鎳鹽(六水合硝酸鎳)為原料，制備了復(fù)合催化劑Cata，復(fù)合催化劑是以Al2O3為載體，對納米CaCO3的分散起到了很好的作用，并且納米CaCO3表面被Al2O3包覆后，其表觀活化能降低，使CaCO3更容易分解，其分解最低溫度為5500C。有報(bào)道將納米CaCO3加入NaS13溶液中配成懸浮液，然后通入CO2,最后得到納米Si02/CaC03顆粒(相當(dāng)于在CaCO3顆粒表面包覆一層S12 )。通過實(shí)驗(yàn)對比,得到復(fù)合顆粒的分解溫度比未包覆S12的納米CaCO3的分解溫度低擴(kuò)42°C，但溫度也在600°C以上。類似的方法還有添加A1203、MgO、ZrO2, B2O3等。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明旨在克服現(xiàn)有技術(shù)缺陷，目的是提供一種工藝簡單、成本低和生產(chǎn)效率高的納米氧化鈣的制備方法；用該方法制備的納米氧化鈣顯微結(jié)構(gòu)均勻、粒度小和使用范圍廣。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:所述制備方法的具體步驟是:
步驟一、將納米碳酸鈣裝入鋼制容器，再將所述鋼制容器放入真空加熱爐內(nèi)；
步驟二、將所述真空加熱爐抽真空至1pa或1Pa以下；
步驟三、將所述抽真空后的真空加熱爐加熱至300°C飛00°C，保溫f 1800秒；
步驟四、采用淬冷方法或急冷方法對所述鋼制容器進(jìn)行冷卻，將納米氧化鈣取出即得。
[0006]所述納米碳酸I丐中CaCO3含量彡97wt% ;納米碳酸I丐的粒徑為0.l?100nm。
[0007]所述淬冷方法是指采用液氮淬冷或水中淬冷的方法。
[0008]所述所述急冷方法是指采用高壓風(fēng)冷的方法。
[0009]由于采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下積極效果:
本發(fā)明制備過程溫度低，在30(T50(TC均可；保溫時(shí)間在30分鐘以內(nèi)，制備時(shí)間短，故能提聞生廣效率并降低制備成本。
[0010]本發(fā)明首先是降低了碳酸鈣的分解溫度，其次是避免了納米碳酸鈣分解后得到的納米氧化鈣在高溫下晶粒長大的問題。真空條件下，納米碳酸鈣的分解溫度大大降低，在低溫分解后得到的納米氧化鈣通過快速冷卻的方法就可以避免其晶粒的異常長大，從而保持納米顯微結(jié)構(gòu)均勻。所制得的納米氧化鈣的平均晶粒尺寸為34nm (其中，所使用的納米碳酸鈣原料的晶粒尺寸為57nm)。
[0011]本發(fā)明制備的納米氧化鈣可作為二氧化碳吸附劑、金屬熔煉用氧化鈣質(zhì)原料以及燒結(jié)劑等使用，使用范圍廣。
[0012]因此，本發(fā)明具有工藝簡單、制備成本低和生產(chǎn)效率高的特點(diǎn)，所制備的納米氧化鈣顯微結(jié)構(gòu)均勻、粒度小和使用范圍廣。

【具體實(shí)施方式】
[0013]下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】對本發(fā)明做進(jìn)一步的描述，并非對其保護(hù)范圍的限制。
[0014]本【具體實(shí)施方式】中的納米碳酸鈣統(tǒng)一描述如下，實(shí)施例中不再贅述:
所述納米碳酸I丐中CaCO3含量> 97wt% ;納米碳酸I丐的粒徑為0.l?100nm。
[0015]實(shí)施例1
一種納米氧化鈣及其制備方法。本實(shí)施例所述制備方法的具體步驟是:
步驟一、將納米碳酸鈣裝入鋼制容器，再將所述鋼制容器放入真空加熱爐內(nèi)；
步驟二、將所述真空加熱爐抽真空至5?10pa ；
步驟三、將所述抽真空后的真空加熱爐加熱至48(T50(TC，保溫f 60秒；
步驟四、采用液氮淬冷的方法對所述鋼制容器進(jìn)行冷卻，將納米氧化鈣取出即得。
[0016]實(shí)施例2
一種納米氧化鈣及其制備方法。本實(shí)施例所述制備方法的具體步驟是:
步驟一、將納米碳酸鈣裝入鋼制容器，再將所述鋼制容器放入真空加熱爐內(nèi)；
步驟二、將所述真空加熱爐抽真空至f 5Pa ；
步驟三、將所述抽真空后的真空加熱爐加熱至450°C ?48(TC，保溫6(Γ600秒；
步驟四、采用水中淬冷的方法對所述鋼制容器進(jìn)行冷卻，將納米氧化鈣取出即得。
[0017]實(shí)施例3
一種納米氧化鈣及其制備方法。本實(shí)施例所述制備方法的具體步驟是:
步驟一、將納米碳酸鈣裝入鋼制容器，再將所述鋼制容器放入真空加熱爐內(nèi)；
步驟二、將所述真空加熱爐抽真空至0.ΓΙΡΒ ；
步驟三、將所述抽真空后的真空加熱爐加熱至40(T45(TC，保溫60(Γ900秒；
步驟四、采用高壓風(fēng)冷的方法對所述鋼制容器進(jìn)行冷卻，將納米氧化鈣取出即得。
[0018]實(shí)施例4 一種納米氧化鈣及其制備方法。本實(shí)施例所述制備方法的具體步驟是:
步驟一、將納米碳酸鈣裝入鋼制容器，再將所述鋼制容器放入真空加熱爐內(nèi)；
步驟二、將所述真空加熱爐抽真空至0.0l"0.1pa ；
步驟三、將所述抽真空后的真空加熱爐加熱至35(T40(TC，保溫90(Γ1200秒；
步驟四、采用水中淬冷的方法對所述鋼制容器進(jìn)行冷卻，將納米氧化鈣取出即得。
[0019]實(shí)施例5
一種納米氧化鈣及其制備方法。本實(shí)施例所述制備方法的具體步驟是:
步驟一、將納米碳酸鈣裝入鋼制容器，再將所述鋼制容器放入真空加熱爐內(nèi)；
步驟二、將所述真空加熱爐抽真空至0.001"?.0lpa ；
步驟三、將所述抽真空后的真空加熱爐加熱至300°C ?350°C，保溫120(Γ1800秒； 步驟四、采用液氮淬冷的方法所述鋼制容器進(jìn)行冷卻，將納米氧化鈣取出即得。
[0020]本【具體實(shí)施方式】與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下積極效果。
[0021]本【具體實(shí)施方式】制備過程溫度低，在30(T50(TC均可；保溫時(shí)間在30分鐘以內(nèi)，制備時(shí)間短，故能提高生產(chǎn)效率并降低制備成本。
[0022]本【具體實(shí)施方式】首先是降低了碳酸鈣的分解溫度，其次是避免了納米碳酸鈣分解后得到的納米氧化鈣在高溫下晶粒長大的問題。真空條件下，納米碳酸鈣的分解溫度大大降低，在低溫分解后得到的納米氧化鈣通過快速冷卻的方法就可以避免其晶粒的異常長大，從而保持納米顯微結(jié)構(gòu)均勻。所制得的納米氧化鈣的平均晶粒尺寸為34nm(其中，納米碳酸I丐原料的晶粒尺寸為57nm)。
[0023]本【具體實(shí)施方式】制備的納米氧化鈣可作為二氧化碳吸附劑、金屬熔煉用氧化鈣質(zhì)原料以及燒結(jié)劑等使用，使用范圍廣。
[0024]因此，本【具體實(shí)施方式】具有工藝簡單、制備成本低和生產(chǎn)效率高的特點(diǎn)，所制備的納米氧化鈣顯微結(jié)構(gòu)均勻、粒度小和使用范圍廣。
【權(quán)利要求】
1.一種納米氧化鈣的制備方法，其特征在于所述制備方法的具體步驟是: 步驟一、將納米碳酸鈣裝入鋼制容器，再將所述鋼制容器放入真空加熱爐內(nèi)； 步驟二、將所述真空加熱爐抽真空至1pa或1Pa以下； 步驟三、將所述抽真空后的真空加熱爐加熱至300°C飛00°C，保溫f 1800秒； 步驟四、采用淬冷方法或急冷方法對所述鋼制容器進(jìn)行冷卻，將納米氧化鈣取出即得。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述納米氧化鈣的制備方法，其特征在于所述納米碳酸鈣中CaCO3含量彡97wt% ;納米碳酸I丐的粒徑為0.1?lOOnm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述納米氧化鈣的制備方法，其特征在于所述淬冷方法是指采用液氮淬冷或水中淬冷的方法。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述納米氧化鈣的制備方法，其特征在于所述所述急冷方法是指采用高壓風(fēng)冷的方法。
5.一種納米氧化鈣，其特征在于所述納米氧化鈣是根據(jù)權(quán)利要求Γ4所述納米氧化鈣的制備方法所制備的納米氧化鈣。
【文檔編號】B82Y30/00GK104261448SQ201410547580
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年10月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月16日
【發(fā)明者】魏耀武, 姜亞青, 李楠 申請人:武漢科技大學(xué)