一种低温条件下制备高长径比硫酸钙纳米线的方法技术

本发明专利技术公开了一种低温条件下制备高长径比硫酸钙纳米线的方法，其步骤；(1).配制由正戊醇、环己烷、硫酸钠、十六烷基三甲基溴化铵组成的硫酸钠反向微乳液；(2).配制由正戊醇、环己烷、硫酸钠、十六烷基三甲基溴化铵组成的氯化钙反向微乳液；(3.)将步骤(1)制得的硫酸钠反向微乳液与步骤(2)制得的氯化钙反向微乳液混合，得到透明均匀的混合微乳液；(4).将体积分数为4～12vol.%的丙酮或乙醇加入至上述混合微乳液中进行破乳反应；(5).将破乳后混合微乳液离心分离，再用丙酮、乙醇依次超声清洗，干燥，即得硫酸钙纳米线产物。该方法工艺简单，连续方式生产，效率高，成本低；制备的硫酸钙纳米线具有较好的增溶能力，其长径比为20～400，能满足市场需求。

Method for preparing calcium sulfate nanowires with high aspect ratio at low temperature

The invention discloses a low temperature preparation of high aspect ratio of calcium sulfate nano line method, its steps; (1) preparation of sodium sulfate. The reverse is composed of n-amyl alcohol, cyclohexane, sodium sulfate, sixteen alkyl three methyl bromide microemulsion; (2) preparation of calcium chloride reverse composition. By n-amyl alcohol, cyclohexane ring, sodium sulfate, sixteen alkyl three methyl bromide microemulsion; (3.) the step (1) sodium sulfate prepared by reverse microemulsion and step (2) calcium chloride prepared by reverse microemulsion mixed, mixed transparent and uniform micro emulsion; (4). Volume fraction for demulsification reaction of 4 ~ 12vol.% acetone or ethanol added to the mixed microemulsion; (5). The mixed microemulsion after demulsification centrifugation, with acetone and ethanol by ultrasonic cleaning, drying, the calcium sulfate nano wire products. The method has the advantages of simple process, continuous production, high efficiency and low cost. The prepared calcium sulfate nanowires have better solubilizing capacity, and the ratio of length to diameter is 20~400, which can meet the market demand.

【技术实现步骤摘要】
一种低温条件下制备高长径比硫酸钙纳米线的方法
本专利技术涉及一种低温条件下制备高长径比硫酸钙纳米线的方法，属于硫酸钙纳米线制备及改性的

技术介绍
硫酸钙晶须又叫石膏晶须，具有完整的外形、均匀的横截面、完善的内部结构的纤维状单晶体，目前所制备的硫酸钙晶须通常为微米级尺寸，直径1～10μm，长度几十微米到几百微米，可以用于环境工程、沥青改性、涂料、填充剂等，应用范围广泛。纳米硫酸钙按照维度分为：硫酸钙纳米颗粒、硫酸钙纳米片、硫酸钙纳米棒、硫酸钙纳米管、硫酸钙纳米线、硫酸钙纳米束等。硫酸钙纳米线通常是：直径约为10至100纳米，长度为10至300微米，相对于微米级硫酸钙晶须，硫酸钙纳米线由于独特的一维结构特性和小尺寸特性，在应用领域可以展现出优异的纳米效应。制备硫酸钙纳米线存在需要突破的瓶颈，目前所制备的纳米硫酸钙材料中，其主要制备方法有：直接沉淀法、微乳液法、水热法、溶剂热法、气相法、微波法。所述的直接沉淀法，其沉淀过程反应迅速，反应的快慢不容易控制，制备的纳米硫酸钙性质不稳定，易团聚，不易分散；制备的纳米硫酸钙的粒径和形貌与溶液浓度、晶体生长抑制剂种类及含量、反应体系pH值、反应体系温度、陈化时间和干燥温度相关，不易控制，需要采用尿素、柠檬酸铵、多聚磷酸钠、六偏磷酸钠、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠一种或几种抑制剂作为反应抑制剂进行抑制，能耗较大，设备要求高。所述的微乳液法，其微乳液是由水、油、表面活性剂等组成，微乳液的粒径大小为10～100nm，其表面活性剂分散在液体介质中，当表面活性剂浓度超过某一活性剂临界胶束浓度时，生成胶束，胶束油包水(w/o)型微乳液和水包油(o/w)型微乳液，油包水(w/o)型微乳液又叫反相微乳液，其疏水端和外界的有机溶剂接触；水包油(o/w)型微乳液亲水端与外界的水溶液相连。微乳液法具有反应体系稳定，所制备的产物品质稳定而被广泛应用，但是，其制备工艺复杂，反应温度高，能耗较大。所述的水热法和溶剂热法制备硫酸钙纳米线，通常采取间歇方式生产，反应温度一般高于100℃，而且效率低，能耗大设备要求较高。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术中存在的问题，提供一种低温条件下制备高长径比硫酸钙纳米线的方法。为达到上述目的，本专利技术采用下述技术方案：一种低温条件下制备高长径比硫酸钙纳米线的方法，其特征在于，该方法的具体步骤为；(1).配制由正戊醇、环己烷、硫酸钠、十六烷基三甲基溴化铵组成的硫酸钠反向微乳液，其步骤为：将一定量的正戊醇溶液、环己烷溶液、摩尔浓度为0.05～0.2mol/L的硫酸钠溶液按照体积比为：(4～8)：(80～95)：(0.1～3)混合均匀，再向混合液中加入重量百分比为3～8wt%的十六烷基三甲基溴化铵1～12g，完全溶解后，制得硫酸钠反向微乳液；(2).配制由正戊醇、环己烷、硫酸钠、十六烷基三甲基溴化铵组成的氯化钙反向微乳液，其步骤为：将一定量的正戊醇溶液、环己烷溶液、摩尔浓度为0.05～0.2mol/L的硫酸钠溶液按照体积比为：(4～8)：(80～95)：(0.1～3)混合均匀，再向混合液中加入重量百分比为3～8wt%的十六烷基三甲基溴化铵1～12g，完全溶解后，制得氯化钙反向微乳液；(3).将步骤(1)制得的硫酸钠反向微乳液与步骤(2)制得的氯化钙反向微乳液混合，搅拌10～30分钟，得到透明均匀的混合微乳液；(4).将体积分数为4～12vol.%的丙酮或乙醇2～30ml加入至上述混合微乳液中进行破乳反应，反应温度为20-60℃，超声1～20分钟；(5).将破乳后混合微乳液用离心机以4000～10000rpm的转速离心分离，分离上层清液和下层沉淀物，所得下层沉淀物再用丙酮、乙醇依次进行超声清洗，清洗后再以4000～10000rpm的转速离心，分离上层清液和下层沉淀物，再将分离后的沉淀物置于65～150℃下干燥1-6小时，即得硫酸钙纳米线产物。与现有技术相比，本专利技术方法具有的优点：本专利技术方法制备工艺简单，采用连续方式生产，效率高，沉淀过程反应温度低，其反应温度低于100℃，成本低；该方法制备的硫酸钙纳米线具有较好的增溶能力，其单根长度约达到45微米，单根直径约达到40纳米，能满足市场需求。附图说明图1为本专利技术方法制备的硫酸钙纳米线低倍透射电子显微镜(TEM)图谱；图2为本专利技术方法制备的硫酸钙纳米线高倍透射电子显微镜(TEM)图谱)；图3为本专利技术方法制备的硫酸钙纳米线X-射线粉末衍射仪(XRD)图谱。具体实施方式现将本专利技术的实例具体叙述于下文。实施例：一种低温条件下制备高长径比硫酸钙纳米线的方法，具体步骤为；(1).配制由正戊醇、环己烷、硫酸钠、十六烷基三甲基溴化铵组成的硫酸钠反向微乳液，其步骤为：将正戊醇溶液3.2ml、环己烷溶液38ml、摩尔浓度为0.1mol/L的硫酸钠溶液1ml混合均匀，再向混合液中加入十六烷基三甲基溴化铵2.1g，完全溶解后，制得硫酸钠反向微乳液；(2).配制由正戊醇、环己烷、硫酸钠、十六烷基三甲基溴化铵组成的氯化钙反向微乳液，其步骤为：将正戊醇溶液3.2ml、体积分数为92.2vol.%的环己烷溶液38ml、摩尔浓度为0.1mol/L的氯化钙溶液1ml混合均匀，再向混合液中加入十六烷基三甲基溴化铵2.1g，完全溶解后，制得氯化钙反向微乳液；(3).将步骤(1)制得的硫酸钠反向微乳液与步骤(2)制得的氯化钙反向微乳液混合，搅拌10～30分钟，得到透明均匀的混合微乳液；(4).将体积分数为4～12vol.%的丙酮溶液5ml加入至上述混合微乳液中进行破乳反应，反应温度为20-40℃，超声3分钟；(5).将破乳后混合微乳液用离心机以8000rpm的转速离心分离，分离上层清液和下层沉淀物，所得下层沉淀物再用丙酮、乙醇依次进行超声清洗，清洗后再以8000rpm的转速离心，分离上层清液和下层沉淀物，再将分离后的沉淀物置于80℃下干燥1-6小时，即得硫酸钙纳米线产物。从图1和图2的(TEM)图看出，该硫酸钙纳米线单根长度约为45微米，单根直径约为40纳米；从图3的(XRD)图看出，该硫酸钙纳米线(XRD)图谱符合硫酸钙的标准图谱。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低温条件下制备高长径比硫酸钙纳米线的方法，其特征在于，该方法的具体步骤为；配制由正戊醇、环己烷、硫酸钠、十六烷基三甲基溴化铵组成的硫酸钠反向微乳液，其步骤为：将一定量的正戊醇溶液、环己烷溶液、摩尔浓度为0.05～0.2mol/L的硫酸钠溶液按照体积比为(4～8)：(80～95)：(0.1～3) 混合均匀，再向混合液中加入重量百分比为3～8 wt%的十六烷基三甲基溴化铵1～12g，完全溶解后，制得硫酸钠反向微乳液；配制由正戊醇、环己烷、硫酸钠、十六烷基三甲基溴化铵组成的氯化钙反向微乳液，其步骤为：将一定量的正戊醇溶液、环己烷溶液、摩尔浓度为0.05～0.2mol/L的硫酸钠溶液按照体积比为(4～8)：(80～95)：(0.1～3)混合均匀，再向混合液中加入重量百分比为3～8 wt%的十六烷基三甲基溴化铵1～12g，完全溶解后，制得氯化钙反向微乳液；将步骤(1)制得的硫酸钠反向微乳液与步骤(2)制得的氯化钙反向微乳液混合，搅拌10～30分钟，得到透明均匀的混合微乳液；将体积分数为4～12 vol.%的丙酮或乙醇2～30ml加入至上述混合微乳液中进行破乳反应，反应温度为20‑40℃，超声1～20分钟；将破乳后混合微乳液用离心机以4000～10000 rpm的转速离心分离，分离上层清液和下层沉淀物，所得下层沉淀物再用丙酮、乙醇依次进行超声清洗，清洗后再以4000～10000rpm的转速离心，分离上层清液和下层沉淀物，再将分离后的沉淀物置于65～150℃下干燥1‑6小时，即得硫酸钙纳米线产物。...

【技术特征摘要】
1.一种低温条件下制备高长径比硫酸钙纳米线的方法，其特征在于，该方法的具体步骤为；配制由正戊醇、环己烷、硫酸钠、十六烷基三甲基溴化铵组成的硫酸钠反向微乳液，其步骤为：将一定量的正戊醇溶液、环己烷溶液、摩尔浓度为0.05～0.2mol/L的硫酸钠溶液按照体积比为(4～8)：(80～95)：(0.1～3)混合均匀，再向混合液中加入重量百分比为3～8wt%的十六烷基三甲基溴化铵1～12g，完全溶解后，制得硫酸钠反向微乳液；配制由正戊醇、环己烷、硫酸钠、十六烷基三甲基溴化铵组成的氯化钙反向微乳液，其步骤为：将一定量的正戊醇溶液、环己烷溶液、摩尔浓度为0.05～0.2mol/L的硫酸钠溶液按照体积比为(4～8)：(80～95)：(0.1～3)混合均匀，...

【专利技术属性】
技术研发人员：王钢领，冯欣，施利毅，曹绍梅，
申请(专利权)人：上海大学，
类型：发明
国别省市：上海,31