本發(fā)明涉及一種碳酸鈣的制備方法，尤其涉及一種花狀碳酸鈣納米晶體的制備方法。

背景技術(shù)：

碳酸鈣是一種重要的無機(jī)化工產(chǎn)品，作為一種填充劑，它被廣泛地應(yīng)用于橡膠、塑料、造紙、涂料、油墨、醫(yī)藥等工業(yè)中。據(jù)美國(guó)預(yù)測(cè)，以碳酸鈣為代表的無機(jī)礦物增量劑在粘合劑、涂料、密封劑中的應(yīng)用市場(chǎng)年增長(zhǎng)率為5％。近年來，隨著納米技術(shù)的發(fā)展，碳酸鈣的制備朝著超細(xì)化、結(jié)構(gòu)復(fù)雜化及表面改性技術(shù)的方向發(fā)展，這極大地提高了它的應(yīng)用價(jià)值。對(duì)不同形態(tài)的納米碳酸鈣制備技術(shù)的研究，目前已成為許多國(guó)家競(jìng)相開發(fā)的熱點(diǎn)。由于CaCO₃的形貌和結(jié)構(gòu)在很大程度上影響它的物理和化學(xué)性質(zhì)，因此，合成可控形貌和結(jié)構(gòu)的微納米CaCO₃已成為研究的重點(diǎn)。目前，已有不少關(guān)于CaCO₃納米材料制備過程中控制其形貌和尺寸來優(yōu)化其相應(yīng)性質(zhì)的研究成果報(bào)道，例如科研者已經(jīng)用固相法、氣相沉積法、溶劑熱法及電化學(xué)沉積等方法制備合成出CaCO₃納米線、空心球、薄膜、八面體和十二面體等形貌。然而微納米級(jí)的花狀碳酸鈣納米晶體卻很少有報(bào)道。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，尋求設(shè)計(jì)一種制備分層花狀碳酸鈣納米結(jié)構(gòu)的方法，本發(fā)明提供了以鈣鹽和NaCO₃/NaHCO₃為原料，蒸餾水/無水乙醇為溶劑制備花狀碳酸鈣的方法。

本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，以氯化鈣、硫酸鈣或者乙酸鈣為鈣源，以NaCO₃/NaHCO₃為礦化劑，以尿素為結(jié)構(gòu)導(dǎo)向劑，在常溫下反應(yīng)，直接制備得到微納米級(jí)的花狀碳酸鈣。

本發(fā)明制備碳酸鈣花狀結(jié)構(gòu)的具體步驟如下：

(1)將2.5mmol鈣鹽、5mmol NaHCO₃、0.15mol尿素溶于15mL蒸餾水/7.5mL無水乙醇，常溫下攪拌至澄清；

(2)之后向上述溶液中滴入2.5mL，1M NaCO₃溶液在常溫(25℃)下反應(yīng)一定時(shí)間。

(3)反應(yīng)結(jié)束后，將得到的白色沉淀取出，然后用蒸餾水和無水乙醇交替離心洗滌，然后在60℃的真空烘箱中干燥，得到花狀碳酸鈣納米晶體。

進(jìn)一步的，所述的鈣鹽為氯化鈣、硫酸鈣和乙酸鈣中的一種，反應(yīng)時(shí)間為16h或24h。

本發(fā)明利用鈣鹽鹽、NaCO₃/NaHCO₃為原料，這些原料價(jià)格低廉易得，降低了成本。本發(fā)明還具有設(shè)備簡(jiǎn)單，操作方便等特點(diǎn)，有利于實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的工業(yè)生產(chǎn)。更重要的是本發(fā)明得到了新型的花狀碳酸鈣具有均勻的結(jié)構(gòu)，而均勻超結(jié)構(gòu)由于具有低密度、高比表面等性質(zhì)在污水污染物吸附、儲(chǔ)氫、催化劑載體等方面有很廣闊的應(yīng)用前景。

附圖說明

圖1是實(shí)例1所制備分層花狀碳酸鈣納米材料的掃描電鏡(SEM)照片。

圖2是實(shí)例1所制備分層花狀碳酸鈣納米材料的X射線衍射圖譜。

具體實(shí)施方式

以下通過具體實(shí)施例用于進(jìn)一步說明本發(fā)明描述的方法，但是并不意味著本發(fā)明局限于這些實(shí)施例。

實(shí)施例1：

(1)將2.5mmol氯化鈣、5mmol NaHCO₃、0.15mol尿素溶于15mL蒸餾水/7.5mL無水乙醇，常溫下攪拌至澄清；

(2)之后向上述溶液中滴入2.5mL，1M NaCO₃溶液在常溫(25℃)下反應(yīng)16h。

(3)反應(yīng)結(jié)束后，將得到的白色沉淀取出，然后用蒸餾水和無水乙醇交替離心洗滌，然后在60℃的真空烘箱中干燥，得到花狀碳酸鈣納米晶體。制備所得到碳酸鈣花狀超結(jié)構(gòu)由掃描電子顯微鏡表征，如圖1(a)是所得碳酸鈣為花狀結(jié)構(gòu)，花狀納米晶體粒度為1～3.5μm。如圖1(b)是花狀碳酸鈣超結(jié)構(gòu)的放大SEM譜圖，從圖中可以看出，花狀碳酸鈣結(jié)構(gòu)完整。制備所得到的花狀碳酸鈣納米材料由X射線衍射分析，得到為純的碳酸鈣晶體材料(圖2)。

實(shí)施例2：

(1)將2.5mmol硫酸鈣、5mmol NaHCO₃、0.15mol尿素溶于15mL蒸餾水/7.5mL無水乙醇，常溫下攪拌至澄清；

(2)之后向上述溶液中滴入2.5mL，1M NaCO₃溶液在常溫(25℃)下反應(yīng)16h。

(3)反應(yīng)結(jié)束后，將得到的白色沉淀取出，然后用蒸餾水和無水乙醇交替離心洗滌，然后在60℃的真空烘箱中干燥，得到花狀碳酸鈣納米晶體?；罴{米晶體粒度為2～4μm。

實(shí)施例3：

(1)將2.5mmol乙酸鈣、5mmol NaHCO₃、0.15mol尿素溶于15mL蒸餾水/7.5mL無水乙醇，常溫下攪拌至澄清；

(2)之后向上述溶液中滴入2.5mL，1M NaCO₃溶液在常溫(25℃)下反應(yīng)16h。

(3)反應(yīng)結(jié)束后，將得到的白色沉淀取出，然后用蒸餾水和無水乙醇交替離心洗滌，然后在60℃的真空烘箱中干燥，得到花狀碳酸鈣納米晶體?；罴{米晶體粒度為3～4.5μm。

實(shí)施例4：

(1)將2.5mmol氯化鈣、5mmol NaHCO₃、0.15mol尿素溶于15mL蒸餾水/7.5mL無水乙醇，常溫下攪拌至澄清；

(2)之后向上述溶液中滴入2.5mL，1M NaCO₃溶液在常溫(25℃)下反應(yīng)24h。

(3)反應(yīng)結(jié)束后，將得到的白色沉淀取出，然后用蒸餾水和無水乙醇交替離心洗滌，然后在60℃的真空烘箱中干燥，得到花狀碳酸鈣納米晶體。花狀納米晶體粒度為2～3.5μm。

實(shí)施例5：

(1)將2.5mmol硫酸鈣、5mmol NaHCO₃、0.15mol尿素溶于15mL蒸餾水/7.5mL無水乙醇，常溫下攪拌至澄清；

(2)之后向上述溶液中滴入2.5mL，1M NaCO₃溶液在常溫(25℃)下反應(yīng)24h。

(3)反應(yīng)結(jié)束后，將得到的白色沉淀取出，然后用蒸餾水和無水乙醇交替離心洗滌，然后在60℃的真空烘箱中干燥，得到花狀碳酸鈣納米晶體。花狀納米晶體粒度為2～4.5μm。

實(shí)施例6：

(1)將2.5mmol乙酸鈣、5mmol NaHCO₃、0.15mol尿素溶于15mL蒸餾水/7.5mL無水乙醇，常溫下攪拌至澄清；

(2)之后向上述溶液中滴入2.5mL，1M NaCO₃溶液在常溫(25℃)下反應(yīng)24h。

(3)反應(yīng)結(jié)束后，將得到的白色沉淀取出，然后用蒸餾水和無水乙醇交替離心洗滌，然后在60℃的真空烘箱中干燥，得到花狀碳酸鈣納米晶體?；罴{米晶體粒度為2～4.5μm。

實(shí)施例7：

(1)將2.5mmol氯化鈣、5mmol NaHCO₃、0.15mol尿素溶于15mL蒸餾水/7.5mL無水乙醇，常溫下攪拌至澄清；

(2)之后向上述溶液中滴入2.5mL，1M NaCO₃溶液在常溫(25℃)下反應(yīng)24h。

(3)反應(yīng)結(jié)束后，將得到的白色沉淀取出，然后用蒸餾水和無水乙醇交替離心洗滌，然后在60℃的真空烘箱中干燥，得到花狀碳酸鈣納米晶體。花狀納米晶體粒度為2～4.5μm。