一种纳米氢氧化钙及其制备方法技术

本申请提供一种纳米氢氧化钙及其制备方法，涉及纳米材料技术领域。本申请纳米氢氧化钙的制备方法包括：将水溶性钙盐、阻聚剂和水混合，得到前驱体溶液；将碱液滴加到所述前驱体溶液中，并进行水热反应，得到所述纳米氢氧化钙；所述阻聚剂包括聚环氧乙烷

【技术实现步骤摘要】
一种纳米氢氧化钙及其制备方法


[0001]本申请涉及纳米材料
，尤其涉及一种纳米氢氧化钙及其制备方法。

技术介绍

[0002]氢氧化钙俗称熟石灰或消石灰，是一种化工原材料，在化学、医药、食品、工业、农业等领域均有广泛的应用，尤其在工业方面可以应用在环保中和剂，酸性废水、污水处理，锅炉烟气脱硫等等。为提高氢氧化钙的应用性能，提高颗粒比表面积，缩小颗粒的粒径是一种比较有效的途径。
[0003]为了获得纳米级的氢氧化钙，学者们专利技术了很多方法。大体可分为两类：自上而下法和自下而上法。对于前一种自上而下法的方法，主要采取破碎、研磨的形式，但这种方法耗时、耗能且纳米氢氧化钙的产率很低。而自下而上法即是采用化学方法，通过晶体生长方式得到纳米级氢氧化钙颗粒，这种方法主要有水溶液法、醇溶液法、微乳液法、等离子体金属法、离子树脂交换法以及电石和钙金属法。
[0004]在现有技术中，Piero Baglioni等人率先采用水溶液法合成氢氧化钙颗粒并将其分散于异丙醇溶液中，然而这种方法合成的氢氧化钙颗粒尺寸较大，严格意义上不能称之为纳米氢氧化钙且稳定性差。Barbara Salvadori等人采用醇溶液法(即在前驱体中加入乙二醇或丙二醇)来合成纳米氢氧化钙，通过精细调控前驱体摩尔比、反应温度、醇的加入量、反应时间等参数，最终合成了尺寸范围为30
‑
150nm的纳米氢氧化钙颗粒。然而，这种方法合成的纳米氢氧化钙表面容易吸附乙二醇或丙二醇；此外，这种方法耗时、耗能、操作复杂。Alessio Nanni等人采用微乳液法合成了2
‑
10nm的氢氧化钙纳米颗粒，这种方法合成的纳米氢氧化钙碳化速度过快，难以用于吸附硫氧化物和氮氧化物。等离子体金属法是Tong Liu等人专利技术的一种合成纳米氢氧化钙的方法，尽管此种方法合成量大、速度快，但是对设备的要求较高，成本高昂。Giuliana Taglieri等人则采用离子交换树脂法合成了正六边形氢氧化钙颗粒，虽然通过该方法合成的氢氧化钙结晶性好，但是颗粒尺寸较大(200nm左右)，而且需要提纯，耗时长。电石法是Carlos Rodriguez
‑
Navarro等人开发的一种已经实现工业化生产的纳米氢氧化钙合成方法。这一方法操作简单，成本低，但缺点是合成的氢氧化钙颗粒较大(150nm左右)，稳定性差，且需要进一步纯化，耗时长。另外一种已经实现工业生产也是目前较为流行的纳米氢氧化钙的合成方法是钙金属法，这种方法的优点是可以大量合成纳米氢氧化钙，且可以稳定性好，无需分离提纯，但缺点是操作复杂(合成过程中需要反复控温)，颗粒较大(200nm左右耗能、耗时、成本相对较高。
[0005]目前，虽然已经有很多在制备纳米级氢氧化钙工艺方面的研究，但这些工艺要么成本过高，要么纳米颗粒尺寸偏大，要么产物稳定性差、活性低、吸附硫氧化物和氮氧化物的性能较差。因此，需要找到一种成本低、工艺简单，而且制备得到的纳米氢氧化钙对二氧化硫有极强吸附活性的生产制备工艺。

技术实现思路

[0006]本申请的目的在于提供一种纳米氢氧化钙及其制备方法，通过添加阻聚剂，改善了纳米氢氧化钙的分散性，降低了纳米颗粒尺寸，提高了颗粒的表面活性，使其对二氧化硫有极强的吸附活性。
[0007]为实现以上目的，本申请的技术方案如下：
[0008]本申请提供一种纳米氢氧化钙的制备方法，包括：
[0009]将水溶性钙盐、阻聚剂和水混合，得到前驱体溶液；
[0010]将碱液滴加到所述前驱体溶液中，并进行水热反应，得到所述纳米氢氧化钙；
[0011]所述阻聚剂包括聚环氧乙烷
‑
聚环氧丙烷
‑
聚环氧乙烷三嵌段共聚物。
[0012]优选地，所述制备方法满足以下条件中的至少一个：
[0013]a.所述水溶性钙盐包括氯化钙、碳酸氢钙、硝酸钙、磷酸二氢钙、溴化钙和碘化钙中的至少一种；
[0014]b.所述前驱体溶液中Ca
2+
的浓度为0.4mol/L
‑
1mol/L；
[0015]c.所述碱液包括氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液中的至少一种；
[0016]d.所述碱液中OH
‑
的浓度为1mol/L
‑
2mol/L。
[0017]优选地，所述制备方法还满足以下条件中的至少一个：
[0018]e.所述碱液滴加时，所述碱液中OH
‑
的物质的量是所述前驱体溶液中Ca
2+
的物质的量的1.8倍
‑
2.2倍；
[0019]f.所述滴加的速率为40mL/h
‑
80mL/h；
[0020]g.所述水热反应的温度为180℃
‑
240℃，时间为8h
‑
14h。
[0021]优选地，所述将碱液滴加到所述前驱体溶液的过程，包括：所述滴加时将所述前驱体溶液不断进行搅拌，所述滴加结束后，继续搅拌2min
‑
5min，得到混合溶液。
[0022]进一步优选地，所述进行水热反应包括：将所述混合溶液置于反应釜中进行所述水热反应。
[0023]更进一步地，所述水热反应之后，还包括：将所述反应釜冷却至室温，再去除上清液、过滤、清洗，得到产物。
[0024]可选地，所述得到产物之后，还包括：将分散剂加入所述产物中混合均匀，干燥，得到所述纳米氢氧化钙。
[0025]具体地，还满足以下条件中的至少一个：
[0026]h.所述分散剂包括聚羧酸盐、十六烷基三甲基溴化铵中的至少一种；
[0027]i.所述分散剂的质量是所述水溶性钙盐的质量的0.5％
‑
0.8％；
[0028]j.所述干燥的温度为50℃
‑
80℃，时间为8h
‑
12h。
[0029]优选地，所述阻聚剂的质量是所述水溶性钙盐的质量的0.1％
‑
0.3％。
[0030]本申请还提供一种纳米氢氧化钙，采用上述的制备方法制备得到；所述纳米氢氧化钙的颗粒包含孔结构。
[0031]本申请的有益效果：
[0032]本申请的制备方法基于水热法，工艺方法简单高效、经济可行，所使用的设备及仪器要求简单，通过在钙盐溶液中添加阻聚剂，使得滴加碱液反应生成氢氧化钙时，阻聚剂能吸附于反应生成的氢氧化钙颗粒的表面，既能减缓纳米颗粒的继续生长，又能改善纳米颗
粒的分散性；同时通过在反应釜内进行水热反应，可以进一步得到具有孔结构、粒度小、纯度高、分散性好的纳米颗粒。
[0033]本申请制备的纳米氢氧化钙的粒径较小，且纳米颗粒具有孔结构，具有较高的活性，使其对二氧化硫具有极强的吸附活性，进而应用于水泥窑干法脱硫时，脱硫效率高。
附图说明
[0034]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种纳米氢氧化钙的制备方法，其特征在于，包括：将水溶性钙盐、阻聚剂和水混合，得到前驱体溶液；将碱液滴加到所述前驱体溶液中，并进行水热反应，得到所述纳米氢氧化钙；所述阻聚剂包括聚环氧乙烷
‑
聚环氧丙烷
‑
聚环氧乙烷三嵌段共聚物。2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，满足以下条件中的至少一个：a.所述水溶性钙盐包括氯化钙、碳酸氢钙、硝酸钙、磷酸二氢钙、溴化钙和碘化钙中的至少一种；b.所述前驱体溶液中Ca
2+
的浓度为0.4mol/L
‑
1mol/L；c.所述碱液包括氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液中的至少一种；d.所述碱液中OH
‑
的浓度为1mol/L
‑
2mol/L。3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，还满足以下条件中的至少一个：e.所述碱液滴加时，所述碱液中OH
‑
的物质的量是所述前驱体溶液中Ca
2+
的物质的量的1.8倍
‑
2.2倍；f.所述滴加的速率为40mL/h
‑
80mL/h；g.所述水热反应的温度为180℃
‑
240℃，时间为8h
‑
14h。4.如权利要求1所述的制备方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙波，李端乐，刘国华，胡嘉驹，
申请(专利权)人：安徽成弘建新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：