用离子液体制备不同形貌碳酸钙的方法技术

本发明专利技术公开的用离子液体制备不同形貌碳酸钙的方法是将离子液体溶液加入到0～97体积份的水中，搅拌均匀；先将浓度为碱性溶液0～50体积份加入到上述溶液中搅拌均匀后，再在强烈搅拌下加入氯化钙水溶液1～50体积份；将上述溶液在室温～50℃下，置于含有CO2的气体中，利用CO2气体的缓慢扩散对其进行碳化反应和陈化；将沉淀物离心，洗涤，并置于温度-30～-58℃，真空度8～30Pa下冷冻10～24h即可。由于本发明专利技术方法采用离子液体为晶体控制剂和利用CO2气体的缓慢扩散来进行碳化反应，因而不仅可制备多种不同形貌的碳酸钙以满足更广泛的应用需求，而且操作简单，绿色无污染，加之离子液体可回收利用，还可降低生产成本。

Method for preparing calcium carbonate with different appearance by using ionic liquid

The invention discloses a method for preparing ionic liquids with different morphologies of calcium carbonate is the ionic liquid solution into 0 ~ 97 volume of water, stirring evenly; the concentration of alkaline solution 0 ~ 50 volume fraction is added into the solution evenly, then under intensive stirring and adding water solution of calcium chloride 1 ~ 50 volume of the solution; at room temperature to 50 DEG C, a gas containing CO2, the slow diffusion of CO2 gas by carbonation reaction and aging of the precipitate; centrifuging, washing, and a temperature of -30 to -58 DEG C, the vacuum degree of 8 ~ 30Pa 10 ~ 24h can be frozen. The method of the invention adopts ionic liquid crystal control agent and the slow diffusion of CO2 gas to the carbonization reaction, thus not only the preparation of a variety of different morphologies of calcium carbonate to meet the application requirements more widely, and has the advantages of simple operation, no pollution, and the ionic liquid Recyclable use, also can reduce the production cost.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于制备不同形貌碳酸钙的方法
，具体涉及一种利用绿色有机添 加剂-离子液体来可控制备不同形貌碳酸钙的方法。
技术介绍
碳酸钙作为一种常见的无机材料，因其具有无毒无味、成本低、颗粒尺寸和结构在 很大范围内可以实现可控合成等特点，而被广泛应用在催化、药物、电子器件、功能陶瓷、染 料、化妆品等领域。不仅如此，还由于碳酸钙具有良好的生物相容性而被人们作为药物、蛋 白质以及催化剂尤其是酶的载体。但是，不同的应用领域对碳酸钙的形貌要求不同，例如 在电子陶瓷行业，要求碳酸钙为高纯微细的球形；为了增加橡胶、塑料和纸张等的机械性能 (例如增强、增韧、增加体积等)和耐热性能，通常希望使用具有高比表面积(如针状)的碳 酸钙。一般说来，具有较大比表面积的碳酸钙能有效提高药物、蛋白质以及酶的负载量，同 时，由于具有较小的粒径可以在溶液中稳定存在，并能够在其表面偶联一些特异性的配体 来调控酶的结构和功能，是比较理想的固定酶的载体。因此根据碳酸钙在不同领域的应用 需求，制备出具有特定晶型，形貌和尺寸的碳酸钙晶体是十分必要。近年来，具有可控尺寸、形貌和多级结构的无机材料或无机-有机复合材料的合 成与应用已经受到各个领域广泛的关注，为了能够很好的控制碳酸钙晶体的成核、生长、组 装过程，以得到特定尺寸、晶型与形貌的碳酸钙晶体，需要不同种类的晶形控制剂作为模板 或生长调控剂。中国专利CN14^772A公开制备了具有不同形态碳酸钙的方法，主要是通 过添加不同种类的无机晶形控制剂或晶种如碱金属、碱土金属或铵的磷酸盐、磷酸一氢盐、 硼酸盐等，从而得到纺锤形、花瓣形、针状、片状、球状、纤维状的碳酸钙。1998年，C0lfen 等(Colfen H. , Antonietti, M. Crystal Design of Calcium Carbonate Microparticles Using Double-Hydrophilic Block Copolymers. Langmuir, 1998,14, 582-589.)利用与碱 土金属发生强烈相互作用的双亲嵌段共聚物(DHBCs)作为模板可控合成不同尺寸、晶型与 形貌的碳酸钙，结果显示双亲嵌段共聚物的加入，使得合成的碳酸钙形貌更加复杂，得到了 球形、空心球形以及哑铃状的产物，并且碳酸钙的晶型为文石和/或方解石。虽然这些无机 物及合成有机物如表面活性剂、有机小分子、合成聚合物等在碳酸钙可控合成中取得了巨 大的成功，然而它们对环境造成的潜在危害是不容忽视的。众所周知，离子液体(Ionic Liquid, IL)具有许多独特的物理化学性质和不可比 拟的优点，如几乎无可测的蒸汽压，被誉为“绿色溶剂”；不易燃，不易爆，毒性小，易于回收 利用；热稳定性好，具有较宽的液程。近些年来还发现离子液体在合成无机纳米颗粒、多孔 材料或具有复杂形貌和结构的难溶盐上具有某些突出优势，比如离子液体虽有极性，但因 为它的表面张力很低，可以使无机材料的成核效率较高，容易得到较小的粒子，同时也增强 了多种分子在其中的溶解能力；同时离子液体还具有很好的稳定性，使反应可以在100°c 以上的非压力容器下进行；而且离子液体在液态下会形成“延长”的氢键，具有较好的结构 体系可以作为熵驱动来自发的形成组织良好、有序生长的纳米结构，因此而受到越来越多的研究者的重视。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种用绿色溶剂-离子液体为有 机添加剂，同时利用(X)2气体缓慢扩散来制备不同形貌碳酸钙的方法。本专利技术提供的，该方法工艺步骤和条件如 下1)将用去离子水配制的浓度为0. 1 5. OM的离子液体溶液1 25体积份加入到 0 97体积份的水中，搅拌均勻；2)先将浓度为0. 1 10. OM的碱性溶液0 50体积份加入到上述溶液中搅拌均 勻后，再在强烈搅拌下加入0. 2 10. OM的氯化钙水溶液1 50体积份；3)将上述溶液在室温 50°C下，置于含有CO2的气体中，利用其中CO2气体的缓慢 扩散对其进行碳化反应，同时陈化M 144h ；4)先将所得的沉淀物离心，用去离子水洗涤干净后，置于温度-30 -58°c，真空 度8 301 下冷冻10 Mh即可得到干燥的不同形貌的碳酸钙。上述方法中所述离子液体溶液中的离子液体由阳离子和阴离子组成，其中阳离子 结构通式如下权利要求1.一种，该方法工艺步骤和条件如下1)将用去离子水配制的浓度为0.1 5. OM的离子液体溶液1 25体积份加入到0 97体积份的水中，搅拌均勻；2)先将浓度为0.1 10. OM的碱性溶液0 50体积份加入到上述溶液中搅拌均勻后， 再在强烈搅拌下加入0. 2 10. OM的氯化钙水溶液1 50体积份；3)将上述溶液在室温 50°C下，置于含有CO2的气体中，利用其中CO2气体的缓慢扩散 对其进行碳化反应，同时陈化M 144h ；4)先将所得的沉淀物离心，用去离子水洗涤干净后，置于温度-30 -58°C，真空度 8 301 下冷冻10 Mh即可得到干燥的不同形貌的碳酸钙。2.根据权利要求1所述的，其特征在于所述离 子液体溶液中的离子液体由阳离子和阴离子组成，其中阳离子结构通式如下3.根据权利要求1或2所述的，其特征在于所 用的含有(X)2的气体为空气、CO2培养箱中的气体、以及由NH4(CO3)2或NH4HCO3粉末分解产 生的气体。4.根据权利要求1或2所述，其特征在于所用 的碱性溶液为KOH、NaOH水溶液或氨水溶液中的任一种。5.根据权利要求3所述，其特征在于所用的碱 性溶液为KOH、NaOH水溶液或氨水溶液中的任一种。6.根据权利要求1所述的，其特征在于该方法 制备的碳酸钙晶体形貌为纳米棒自组装成的“蒲公英状”、“仙人掌状”、球状、束状以及中空 “竹笋状”、“枯树杆”状、“鸡冠状”或纳米棒状中的至少一种。全文摘要本专利技术公开的是将离子液体溶液加入到0～97体积份的水中，搅拌均匀；先将浓度为碱性溶液0～50体积份加入到上述溶液中搅拌均匀后，再在强烈搅拌下加入氯化钙水溶液1～50体积份；将上述溶液在室温～50℃下，置于含有CO2的气体中，利用CO2气体的缓慢扩散对其进行碳化反应和陈化；将沉淀物离心，洗涤，并置于温度-30～-58℃，真空度8～30Pa下冷冻10～24h即可。由于本专利技术方法采用离子液体为晶体控制剂和利用CO2气体的缓慢扩散来进行碳化反应，因而不仅可制备多种不同形貌的碳酸钙以满足更广泛的应用需求，而且操作简单，绿色无污染，加之离子液体可回收利用，还可降低生产成本。文档编号C01F11/18GK102145910SQ201110044960公开日2011年8月10日 申请日期2011年2月24日 优先权日2011年2月24日专利技术者党海春, 汪秀丽, 王文涛, 王玉忠, 黄岩 申请人:四川大学本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种用离子液体制备不同形貌碳酸钙的方法，该方法工艺步骤和条件如下：１）将用去离子水配制的浓度为０．１～５．０Ｍ的离子液体溶液１～２５体积份加入到０～９７体积份的水中，搅拌均匀；２）先将浓度为０．１～１０．０Ｍ的碱性溶液０～５０体积份加入到上述溶液中搅拌均匀后，再在强烈搅拌下加入０．２～１０．０Ｍ的氯化钙水溶液１～５０体积份；３）将上述溶液在室温～５０℃下，置于含有ＣＯ２的气体中，利用其中ＣＯ２气体的缓慢扩散对其进行碳化反应，同时陈化２４～１４４ｈ；４）先将所得的沉淀物离心，用去离子水洗涤干净后，置于温度－３０～－５８℃，真空度８～３０Ｐａ下冷冻１０～２４ｈ即可得到干燥的不同形貌的碳酸钙。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：汪秀丽，党海春，黄岩，王文涛，王玉忠，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：发明
国别省市：90