一种以几丁质为晶型控制剂制备纳米碳酸钙的方法技术

本发明专利技术公开了一种以几丁质为晶型控制剂制备纳米碳酸钙的方法。该方法包括如下步骤：（1）用无水氯化钙配制浓度为0.9‑1.1mol/L、pH为11.5‑12.5的CaCl

A method of preparing nanometer calcium carbonate with chitin as crystal controller

【技术实现步骤摘要】
一种以几丁质为晶型控制剂制备纳米碳酸钙的方法
本专利技术涉及纳米碳酸钙的制备
，具体涉及一种以几丁质为晶型控制剂制备纳米碳酸钙的方法。
技术介绍
纳米碳酸钙的学名是超细碳酸钙，粒径在1～100nm，是近三十年发展起来的一种新型材料。由于纳米碳酸钙的超细化，其晶体结构和表面电子结构发生变化，产生了普通碳酸钙所不具有的量子尺寸效应、小尺寸效应、表面效应和宏观量子效应，其所具有的独特性质使得其广泛应用于橡胶、塑料、造纸、食品等行业。将纳米碳酸钙添加到橡胶材料和塑料的生产过程中，不仅提高橡胶制品的表面光洁度且能提升橡胶材料和塑料制品的韧性、抗撕力、抗张力和拉伸性能、耐热性、稳定性能等力学热学性能。若将纳米级的碳酸钙添加到高级油墨和涂料的生产过程,能够有效的提升油墨和涂料的性能，使其更符合现今产业对产品的要求。纳米碳酸钙的制备过程可以根据是否有化学变化的发生分为物理制备法和化学制备法，工业上一般采用化学法中的碳化法来制备纳米碳酸钙。碳化法是通过石灰石高温煅烧后得到氧化钙，将氧化钙经过一系列后续的处理得到氢氧化钙浆液，制备过程中可加入一定的晶型控制剂后再通入二氧化碳气体，控制反应终点可以得到碳酸钙浆液，浆液经过过滤、洗涤、干燥和表面处理后可以得到纳米碳酸钙。碳酸钙的主要存在形态有纺锤状、立方状、针状、片状和棒状等，由于形态的差异导致其性能不尽相同，从而应用在不同的领域。晶型控制剂的主要作用是促进反应初期产物粒子的迅速成核，并在反应后期于晶体的不同晶面上发生选择性吸附或阻滞某些晶面的生长，从而改变各晶面的生长速度，控制晶体大小和晶型，因此可以通过加入晶型控制剂对碳酸钙的形貌进行控制。几丁质，又称壳多糖，是一种由N-乙酰葡糖胺单体通过β连接聚合而成的多糖，可降解为低分子量、可溶性或不溶性低聚糖。几丁质广泛存在于甲壳类动物的外壳、昆虫的甲壳和真菌的胞壁中，也存在于一些绿藻中。几丁质在人体健康保健方面有很多重要的功能：免疫机能活化、防止癌细胞转移、抑制癌症、改善酸性体质、除菌、改善糖尿病、增加肠内有益菌、镇痛止血、抑制高血压和强化肝机能等。国内外尚未有利用几丁质作为晶型控制剂制取纳米碳酸钙的方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种以几丁质为晶型控制剂制备纳米碳酸钙的方法。为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种以几丁质为晶型控制剂制备纳米碳酸钙的方法，包括如下步骤：(1)用无水氯化钙配制浓度为0.9-1.1mol/L、pH为11.5-12.5的CaCl2溶液；(2)在上述CaCl2溶液中加入几丁质溶液，然后在反应体系中通入CO2气体，在磁力搅拌条件下进行反应，控制反应温度为25-35℃，反应时间为5-6min；(3)收集反应产物，将反应产物充分洗涤后用恒温鼓风干燥箱干燥至恒重，获得纳米碳酸钙。优选的，所述CaCl2溶液的浓度为1.0mol/L、pH为12.5。优选的，所述几丁质溶液的质量浓度为1-5％，CaCl2溶液与几丁质溶液的体积比为30mL:10-30mL。优选的，所述反应温度为35℃，反应时间为6min。进一步的，反应过程中通入CO2气体的速度为1L/min。本专利技术采用以上技术方案，以几丁质为晶型控制剂来制备纳米碳酸钙，加入的几丁质可以减小纳米碳酸钙的粒径，并且更加均匀。本专利技术制备的纳米碳酸钙可作为食品添加剂加入到补钙产品的生产过程中，粒径小且均匀的纳米碳酸钙更容易被人体吸收，为人们提供更多的补钙产品的选择。本专利技术的生产工艺操作简单，绿色环保，具有很好的推广应用前景。附图说明图1为各个温度下Ca2+转化率；图2为各个反应物浓度下Ca2+转化率；图3为各个pH下钙离子转化率；图4为各个反应时长下钙离子转化率；图5为未加几丁质的碳酸钙SEM图像；图6为添加10mL1％几丁质的碳酸钙SEM图像；图7为添加30mL1％几丁质的碳酸钙SEM图像；图8为添加30mL5％几丁质的碳酸钙SEM图像。具体实施方式下面将结合实施例进一步详细说明本专利技术的实质内容和有益效果，这些实施例仅用于说明本专利技术而非对本专利技术的限制。此外，在阅读了本专利技术讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本专利技术作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。实施例1单因素实验确定各因素下的最佳水平CaCl2浓度、碳化温度、pH、碳化时间是影响钙离子转化率的主要因素。逐次改变其中的一个因素，固定其他因素进行碳化实验，以钙离子转化率为考察指标，确定各因素下的最佳水平。1-1碳化温度对钙离子转化率的影响用无水氯化钙配制1mol/L的CaCl2溶液，配置过程中用氨水调pH至11，调完pH后定容至50mL。取30mLCaCl2溶液于烧杯中，通入CO2气体，通气过程中控制CO2的流速为1L/min，通气时长为5min，在一定水浴温度下进行磁力搅拌。通气过程结束后收集滤液和反应产物。反应产物充分洗涤后用恒温鼓风干燥箱干燥至恒重，称重，计算转化率。水浴温度分别为0℃、10℃、20℃、30℃、40℃、50℃、60℃。采用EDTA法测定钙离子浓度，具体操作如下：取未通CO2气体的CaCl2溶液和通完CO2气体的CaCl2溶液各1mL，用0.02mol/L的EDTA法滴定其中的钙离子，计算得出其中的钙离子浓度。钙离子转化率计算公式：Ca2+转化率＝(反应前浓度-反应后浓度)/反应前浓度*100％结果如图1所示，在温度不同的情况下，由钙离子转化为纳米碳酸钙的转化率各不相同。依据各个温度下的转化率，当温度为30℃的时候，转化率最高。温度改变时，钙离子转化率的变化并不明显。1-2CaCl2浓度对钙离子转化率的影响用无水氯化钙配制0.2mol/L、0.4mol/L、0.6mol/L、0.8mol/L、1.0mol/L、1.2mol/L的CaCl2溶液，配制过程中用氨水调pH至11.5，调完pH后定容至50mL。取30mLCaCl2溶液于烧杯中，通入CO2气体，通气过程中控制CO2的流速为1L/min，通气时长为5min，在水浴温度20℃下进行磁力搅拌。通气过程结束后收集滤液和反应产物。反应产物充分洗涤后用恒温鼓风干燥箱干燥至恒重，称重，根据1-1中的公式计算转化率。结果如图2所示，控制其它反应条件一致的情况下，当钙离子浓度大于1mol/L时转化率趋向于稳定。且从绿色环保的角度考虑，Ca2+浓度为1.0mol/L为最佳反应物浓度。1-3考察pH对钙离子转化率的影响用无水氯化钙配制0.2mol/L的CaCl2溶液，配置过程中用氨水分别调pH至10.5、11、11.5、12、12.5，调完pH后定容至50mL。取30mLCaCl2溶液于烧杯中，通入CO2气体，通气过程中控制CO2的流速为1L/min，通气时长为5min，在水浴温度20℃下进行磁力搅拌。通气过程结束后收集滤液和反本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种以几丁质为晶型控制剂制备纳米碳酸钙的方法，其特征在于：其包括如下步骤：/n（1）用无水氯化钙配制浓度为0.9-1.1 mol/L、pH为11.5-12.5的CaCl

【技术特征摘要】
1.一种以几丁质为晶型控制剂制备纳米碳酸钙的方法，其特征在于：其包括如下步骤：
（1）用无水氯化钙配制浓度为0.9-1.1mol/L、pH为11.5-12.5的CaCl2溶液；
（2）在上述CaCl2溶液中加入几丁质溶液，然后在反应体系中通入CO2气体，在磁力搅拌条件下进行反应，控制反应温度为25-35℃，反应时间为5-6min；
（3）收集反应产物，将反应产物充分洗涤后用恒温鼓风干燥箱干燥至恒重，获得纳米碳酸钙。


2.根据权利要求1所述的一种以几丁质为晶型控制剂制备纳米碳酸钙的方法，其特征在于：所述C...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢晓兰，高平章，孙丽丹，雷键，
申请(专利权)人：泉州师范学院，
类型：发明
国别省市：福建;35