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加压碳酸化法制备片状纳米碳酸钙及其表征

材料导报 2023年第17期37卷 126-132页

作者：汤勇唐名德焦妍惠郭亚宁韦德恩童张法李立硕广西大学化学化工学院南宁530004 崇左南方水泥有限公司广西钙基材料协同创新中心广西崇左532200

以氢氧化钙和二氧化碳为反应原料,二水合柠檬酸三钠(Na3C6H5O7·2H2O)为晶型控制剂,乙醇为助表面活性剂,采用加压碳酸化法成功制备了片状碳酸钙。通过场发射扫描电镜(FESEM)、X射线衍射(XRD)、红外光谱(FTIR)、原子力显微镜(AFM)等手段... 详细信息

以氢氧化钙和二氧化碳为反应原料,二水合柠檬酸三钠(Na3C6H5O7·2H2O)为晶型控制剂,乙醇为助表面活性剂,采用加压碳酸化法成功制备了片状碳酸钙。通过场发射扫描电镜(FESEM)、X射线衍射(XRD)、红外光谱(FTIR)、原子力显微镜(AFM)等手段对样品的形貌和结构进行了表征,并考察了柠檬酸钠添加量、反应温度、乙醇添加量、CO_(2)压力等对产品的影响。结果表明,在反应温度为100℃、柠檬酸钠添加量为8%、乙醇添加量为10 mL和CO_(2)压力为1.5 MPa的条件下,成功制备了厚度为7~8 nm、宽约为3.5μm、长约为25μm、长宽比约为7∶1的片状纳米碳酸钙,产品大小均一,形貌较为规整。片状碳酸钙的晶型为方解石型,比表面积约为27.11 m^(2)·g^(-1)。加压碳酸化增加了CO_(2)在溶液中的溶解度,在柠檬酸三钠的作用下定向生成片状纳米碳酸钙。

关键词：加压碳酸化片状碳酸钙二水合柠檬酸三钠鼓泡

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超重力反应结晶碳化法制备球形碳酸钙

化工进展 2021年第11期40卷 6323-6331页

作者：刘晨民刘曦曦陈小鹏王伟超廖丹葵蒙秀松童张法广西大学化学化工学院广西南宁530004 广西大学广西碳酸钙产业化工程院广西钙基材料协同创新中心广西南宁530004 崇左南方水泥有限公司广西钙基材料协同创新中心广西崇左532200

超重力反应结晶法在碳酸钙制备中具有强化传质作用、产品粒度分布窄等优点。本文以高浓度氢氧化钙浆液作为原料,氯化铵与L-谷氨酸为添加剂,使用超重力反应器成功制备粒径分布较为均匀、形貌较为规整的球形碳酸钙。探究了各因素在超重力... 详细信息

超重力反应结晶法在碳酸钙制备中具有强化传质作用、产品粒度分布窄等优点。本文以高浓度氢氧化钙浆液作为原料,氯化铵与L-谷氨酸为添加剂,使用超重力反应器成功制备粒径分布较为均匀、形貌较为规整的球形碳酸钙。探究了各因素在超重力反应结晶法制备碳酸钙中的影响,通过改变添加剂的量与超重力因子等考察球形碳酸钙的最佳制备条件。采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)和静态颗粒图像分析等测试手段对碳酸钙产物进行分析,并通过在反应过程中抽样测试的方法探究反应全过程中添加剂对碳酸钙的影响。结果表明,所制备的碳酸钙为粒径约500nm、晶型为球霰石的球形碳酸钙,同时在L-谷氨酸和氯化铵添加量分别为氢氧化钙质量的4%与20%、超重力因子为161.0的条件下所制备的球形碳酸钙形貌最为规整。

关键词：超重力反应球形碳酸钙球霰石 L-谷氨酸氯化铵

机械活化重质碳酸钙制备复合碳酸钙及其对溶液中的Cu^(2+)吸附性能

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化工进展 2023年第11期42卷 5861-5870页

作者：郭亚宁季军荣焦妍惠张庆年周洲韦德恩童张法李立硕广西大学化学化工学院广西南宁530004 崇左南方水泥有限公司广西钙基材料协同创新中心广西南宁530004

利用机械活化法对重质碳酸钙进行了纳米化表面改性,以聚丙烯酸钠和纳米碳酸钙为改性原料与重质碳酸钙进行混合研磨,成功制备了纳米碳酸钙包覆重质碳酸钙的复合钙,并考察了复合钙对溶液中的Cu^(2+)的吸附性能。研究结果如下:扫描电子显... 详细信息

利用机械活化法对重质碳酸钙进行了纳米化表面改性,以聚丙烯酸钠和纳米碳酸钙为改性原料与重质碳酸钙进行混合研磨,成功制备了纳米碳酸钙包覆重质碳酸钙的复合钙,并考察了复合钙对溶液中的Cu^(2+)的吸附性能。研究结果如下:扫描电子显微镜和X射线衍射仪分析证实了纳米碳酸钙包覆在重质碳酸钙表面,傅里叶变换红外光谱分析表明复合碳酸钙表面羟基明显增加,比表面积分析表明复合碳酸钙的比表面积为20.5m^(2)/g,具有介孔结构。复合碳酸钙对Cu^(2+)的最大吸附量为65.5mg/g,去除率可达98%。吸附性能研究表明,复合碳酸钙对Cu^(2+)吸附动力学符合伪二阶动力学模型,等温吸附过程符合Langmuir-Freundich模型,证明吸附过程以离子交换反应为主,该过程为吸热反应。

关键词：复合碳酸钙机械活化吸附二价铜离子

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加压碳化体系对纳米碳酸钙粒度和分散性的影响

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过程工程学报 2021年第10期21卷 1216-1224页

作者：刘曦曦陈小鹏刘晨民史刘宾廖丹葵刘翠童张法广西大学化学化工学院广西南宁530004 广西大学广西碳酸钙产业化工程院广西钙基材料协同创新中心广西南宁530004 崇左南方水泥有限公司广西钙基材料协同创新中心广西崇左532200

利用加压碳化体系制备粒径均一、高分散性纳米碳酸钙材料。考察氢氧化钙浓度、表面活性剂添加量、反应温度、CO_(2)压力对制备纳米CaCO_(3)粒子尺寸和分散程度的影响,采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、Zeta电位和傅立叶变换... 详细信息

利用加压碳化体系制备粒径均一、高分散性纳米碳酸钙材料。考察氢氧化钙浓度、表面活性剂添加量、反应温度、CO_(2)压力对制备纳米CaCO_(3)粒子尺寸和分散程度的影响,采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、Zeta电位和傅立叶变换红外光谱(FT-IR)对制备的纳米碳酸钙粒子进行表征。结果表明,最优加压碳化反应条件是Ca(OH)_(2)质量浓度为2%、表面活性剂添加量为3%(占碳酸钙理论产量的百分比)、反应温度为40℃、CO_(2)压力为6 MPa,所得立方形碳酸钙平均粒径为117 nm,晶型为方解石型碳酸钙。碳化反应加入表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)使CaCO_(3)表面形成的正电荷增大至+37.7 mV并高于标准值30 mV,表明制备的CaCO_(3)产品具有良好的分散性且稳定。通过FT-IR和Zeta电位对CTAB改性前后CaCO_(3)纳米粒子进行表征,探讨了CTAB对合成纳米CaCO_(3)分散性的影响机理,为纳米碳酸钙制备提供了一种新的方法。

关键词：纳米碳酸钙石灰乳碳化反应加压分散性

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氮掺杂中空碳球氧化物模拟酶性能研究

无机材料学报 2021年第5期36卷 527-534页

作者：郑燕宁季军荣梁雪玲赖正杰陈启帆廖丹葵广西大学化学化工学院南宁530004 广西大学广西碳酸钙产业化工程院广西钙基材料创新协同中心南宁530004 崇左南方水泥有限公司广西钙基材料创新协同中心崇左532201

纳米酶由于其独特、高效、稳定的催化性质而在生化反应中备受关注。本研究以碳酸钙微球为绿色模板剂,多巴胺为氮源与碳源,合成了氮掺杂中空碳球(N-HCSs)。以3,3',5,5'-四甲基联苯胺(TMB)为底物,采用紫外分光光度法探究了N-HCSs的类氧化... 详细信息

纳米酶由于其独特、高效、稳定的催化性质而在生化反应中备受关注。本研究以碳酸钙微球为绿色模板剂,多巴胺为氮源与碳源,合成了氮掺杂中空碳球(N-HCSs)。以3,3',5,5'-四甲基联苯胺(TMB)为底物,采用紫外分光光度法探究了N-HCSs的类氧化物酶的催化活性,并研究其催化机理。结果表明,N-HCSs具有氧化物模拟酶催化活性,KOH活化后氮掺杂中空碳球的催化活性提高了3倍;N-HCSs氧化物模拟酶催化反应符合Michaelis-Menten方程,活化前后的米氏常数K_(m)分别为0.105和0.083,对底物具有良好的亲和能力;N-HCSs氧化物模拟酶催化反应中起主要作用的活性氧基团是超氧阴离子(O2^(·–))。本研究为高活性无机非金属类氧化物模拟酶的设计和制备提供了理论依据。

关键词：氮掺杂中空碳球氧化物模拟酶反应机理

高压碳化法可控制备微纳米分级结构中空棒状碳酸钙及其表征

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化工进展 2020年第11期39卷 4742-4748页

作者：史刘宾唐名德汤勇贺路路童张法李立硕广西大学化学化工学院广西南宁530004 崇左南方水泥有限公司广西钙基材料协同创新中心广西南宁530004

以氢氧化钙为钙源,D-葡萄糖酸钠为添加剂,在高压碳化釜中采用二氧化碳鼓泡碳化法制备出分散均匀,由立方状纳米粒子组装而成具有微纳米分级结构的中空棒状碳酸钙聚集体。探究了各因素对高压碳化法制备碳酸钙的影响,通过改变反应温度、D-... 详细信息

以氢氧化钙为钙源,D-葡萄糖酸钠为添加剂,在高压碳化釜中采用二氧化碳鼓泡碳化法制备出分散均匀,由立方状纳米粒子组装而成具有微纳米分级结构的中空棒状碳酸钙聚集体。探究了各因素对高压碳化法制备碳酸钙的影响,通过改变反应温度、D-葡萄糖酸钠的添加量、氢氧化钙的浓度等考察制备的最佳条件。采用SEM、TEM、XRD、FTIR和BET等测试手段对产品的结构和性能进行了表征。实验结果表明,所制备的微纳米分级结构中空棒状碳酸钙的平均直径约300nm,长度为1~2μm,壳壁由粒径为50~100nm的纳米立方状粒子聚集而成,壳层厚度约100nm。同时,在反应温度为120℃、氢氧化钙质量分数为2%、D-葡萄糖酸钠添加量为氢氧化钙质量的2%、反应时间为4h的条件下,所制备的中空棒状碳酸钙的分散性和均匀性最好。

关键词：高压碳化微纳米分级结构中空棒状碳酸钙鼓泡 D-葡萄糖酸钠

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电导率法快捷高效测定生石灰活性度

无机盐工业 2023年第9期55卷 114-120页

作者：陈奇廖丹葵张庆年严金生黄煜陈小鹏童张法广西大学化学化工学院广西南宁530004 崇左南方水泥有限公司广西钙基材料协同创新中心广西南宁530004

为了克服盐酸滴定法、温升速率法等测定生石灰活性度的方法试剂用量大、适用条件受限和操作复杂等缺点,提出一种试剂用量少、操作简便且适合不同活性度水平的生石灰活性度电导率测定方法。考察了搅拌时间、搅拌转速、溶液温度、生石灰... 详细信息

为了克服盐酸滴定法、温升速率法等测定生石灰活性度的方法试剂用量大、适用条件受限和操作复杂等缺点,提出一种试剂用量少、操作简便且适合不同活性度水平的生石灰活性度电导率测定方法。考察了搅拌时间、搅拌转速、溶液温度、生石灰与水的用量等因素对生石灰活性度与溶液电导率对应关系的影响,探究了生石灰活性度与电导率大小呈线性关系的最适宜条件。结果表明,生石灰活性度测定的最适宜条件为搅拌时间为12min、溶液温度为25℃、搅拌转速为200 r/min、生石灰与去离子水的加入量分别为1 g、1000 mL;生石灰活性度与溶液电导率之间的线性关系表达式为A=(σ-0.5657)/0.01246,拟合的线性相关系数R^(2)=0.9931,相较于现行标准YB/T105—2014《冶金石灰物理检验方法》规定的盐酸滴定法,该方法具有节省时间、节约药品、降低能耗、操作简便等优点,与盐酸滴定法测定值的最大相对偏差为0.366%,精密度完全可靠,可用于工业推广。

关键词：生石灰氧化钙电导率活性度

剥离蒙脱石/纤维素基超疏水气凝胶的构建及高效油水分离的应用

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高分子材料科学与工程 2024年第6期40卷 56-65页

作者：胡雅金学群汤睿徐诗琪张海凤陆颖琦江露莹廖丹葵张寒冰童张法广西大学化学化工学院广西石化资源加工及过程强化技术重点实验室广西南宁530004 崇左南方水泥有限公司广西钙基材料协同创新中心广西崇左532200 广西大学资源环境与材料学院广西南宁530004

为了解决纤维素气凝胶存在的制备成本高、力学性能差、油水分离效率低等问题,将价廉易得且具有大比表面积的剥离蒙脱石(MMTex)引入到羧甲基纤维素钠(CMC)与羧基化纳米纤维素(CNF-C)的交联网络结构中,通过简单的冷冻干燥、常温浸渍法制... 详细信息

为了解决纤维素气凝胶存在的制备成本高、力学性能差、油水分离效率低等问题,将价廉易得且具有大比表面积的剥离蒙脱石(MMTex)引入到羧甲基纤维素钠(CMC)与羧基化纳米纤维素(CNF-C)的交联网络结构中,通过简单的冷冻干燥、常温浸渍法制备了超疏水的剥离蒙脱石/纤维素基气凝胶(MMTex/CMC/CNF-C)。结果表明,剥离蒙脱石的添加,进一步调控了纤维素气凝胶的孔结构,构建了致密、连续、稳定的三维蜂窝网络结构,孔隙率高达97.60%,从而协同提升了纤维素气凝胶的力学性能和吸附性能。此外,MMTex/CMC/CNF-C还表现出优越的回弹性(在60%应变下迅速恢复形变)、良好的耐酸碱盐特性和超轻且超疏水性(接触角为150.4°),保证了气凝胶在恶劣环境下的高效油水分离性能以及可循环使用性。对正己烷、环己烷、二氯甲烷、花生油和废弃机油等不同油品的吸附量达到24.6~53.8g/g,且5次循环使用后吸附量仍能维持在原始吸附量的85%,吸收的油可以被简便回收。其研究为构建具有高成本效益且高效的油水分离材料提供了参考。

关键词：剥离蒙脱石纤维素气凝胶超疏水力学性能油水分离

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生石灰消化反应条件对氢氧化钙特性影响

无机盐工业 2023年第12期55卷 50-58页

作者：熊爽严金生周洲周保弟陈小鹏童张法广西大学化学化工学院广西南宁530004 崇左南方水泥有限公司广西钙基材料协同创新中心广西南宁530004 桂林矿山机械有限公司广西桂林541213

以工业级生石灰为原料,考察了消化水初始温度、搅拌转速、水灰质量比和加压消化方式对反应产物氢氧化钙的形貌结构、粒径和比表面积的影响;采用马尔文激光粒度分布仪、扫描电镜(SEM)和比表面积分析仪对产物氢氧化钙进行分析表征。结果表... 详细信息

以工业级生石灰为原料,考察了消化水初始温度、搅拌转速、水灰质量比和加压消化方式对反应产物氢氧化钙的形貌结构、粒径和比表面积的影响;采用马尔文激光粒度分布仪、扫描电镜(SEM)和比表面积分析仪对产物氢氧化钙进行分析表征。结果表明:消化速率随着消化水初始温度的升高而加快,当搅拌转速为500 r/min、水初始温度为45~80℃、水灰质量比为4∶1时,所制得的氢氧化钙粒径分布最窄,最大比表面积为18.23 m^(2)/g;当消化水初始温度为25~45℃时,产物氢氧化钙形貌呈现“树枝状”,当消化水初始温度为65~80℃时,产物氢氧化钙形貌为“颗粒状”;加压消化方式能获得较大比表面积的氢氧化钙且其形貌为“花瓣状”,最大比表面积为29.32 m^(2)/g。

关键词：生石灰氢氧化钙消化反应比表面积形貌