本发明专利技术公开了一种利用木素磺酸钙调控制备碳酸钙微纳小球的方法。采用方法的要点是依据生物矿化原理，以木素磺酸钙作为有机基质，通过改变木素磺酸钙浓度、Ca2+与CO32—浓度比、体系温度、体系pH值等工艺参数，调控制备不同形貌、大小的碳酸钙微纳小球，满足不同技术领域的应用需求。本发明专利技术涉及的工艺技术快速、高效、环保，在制备不同形貌、大小碳酸钙微纳小球的原料中引入木素磺酸钙，作为有机调控基质，制备的碳酸钙微纳小球可被广泛应用于造纸、橡胶、塑料等行业，具有重要的环境效益和经济价值。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了。采用方法的要点是依据生物矿化原理，以木素磺酸钙作为有机基质，通过改变木素磺酸钙浓度、Ca2+与CO32—浓度比、体系温度、体系pH值等工艺参数，调控制备不同形貌、大小的碳酸钙微纳小球，满足不同
的应用需求。本专利技术涉及的工艺技术快速、高效、环保，在制备不同形貌、大小碳酸钙微纳小球的原料中引入木素磺酸钙，作为有机调控基质，制备的碳酸钙微纳小球可被广泛应用于造纸、橡胶、塑料等行业，具有重要的环境效益和经济价值。【专利说明】
本专利技术涉及一种调控制备碳酸钙微纳小球的方法，特别涉及，属于制浆造纸工程
。
技术介绍
碳酸钙是地球上储量最丰富的无机矿物质之一，被广泛用于造纸、、橡胶、塑料、涂料、陶瓷、化妆品等工业领域。碳酸钙属于多型晶体，自然界中的碳酸钙有方解石、文石和球霰石型，此外还有非晶质碳酸钙，其中以方解石型最为稳定。在通常情况下，碳化法得到的是立方形的方解石碳酸钙晶体。不同行业对碳酸钙的形态有不同的需求。碳酸钙晶体的一系列参数，如形貌、晶型、粒度、比表面积、吸油值和化学纯度等直接影响其应用效果。不同形貌和晶型的碳酸钙产品具有不同的应用领域和功能，如空心球状碳酸钙适宜于作造纸填料，立方状碳酸钙对塑料应用效果最好，链状碳酸钙因其具有独特的优点而被用于橡胶行业。因此，具有特殊形貌、晶型、尺寸的无机材料合成研究引起众多研究人员的兴趣。目前，调控制备特定晶形碳酸钙的方法，研究和应用较多的是仿生矿化法，主要采用明胶物质(如蛋白质、氨基酸等)和淀粉作为模板剂，矿化合成不同晶型的碳酸钙，存在制备工艺复杂，有机质来源成本高，反应条件不易控制等问题。在特定晶形碳酸钙的调控制备领域，中国专利(CN102502751A) “具有纳米锥体微结构的多孔碳酸钙晶体颗粒的制备方法”通过向一定浓度的有机添加剂溶液中加入钙盐或氢氧化钙的水溶液，搅拌均匀后注入碳酸盐水溶液得到混合溶液，经防尘、室温下静止老化、分离、干燥固产物，得到具有纳米锥体微结构单元的多孔碳酸钙晶体颗粒；中国专利(CNlO 1580261) “中空碳酸钙方解石晶体的制备方法”将聚β_苯甲基天门冬氨酸溶于挥发性溶剂中制成铺展液，然后将铺展液滴于去离子水亚相表面上，使聚苯甲基天门冬氨酸铺展成单分子膜，保持一段时间使溶剂挥发，然后开始压膜，目标表面压为19~21mN/m，达到目标压后将亚相表面的单分子层转移到疏水基片上，提膜后的基片干燥后斜插入浓度为4.9~5.1mM的碳酸氢钙溶液中使晶体生长20~28h，晶体生长温度控制在25土1°C，得到碳酸钙方解石晶体呈规则碟状且为中空结构；中国专利(CN1631792) “单分散的微米短纤维状球霰石型碳酸钙及制备方法”将含有水溶性有机溶剂的碳酸盐水溶液与含有水溶性有机溶剂的钙盐水溶液混合，利用水溶性有机溶剂和水对碳酸盐和钙盐的不同溶解性，及对钙离子和碳酸根的溶剂化作用不同而合成，得到单分散的微米短纤维状球霰石型碳酸钙；美国专利(US7708973) “Methodfor obtainingprecipitated calcium carbonate particles of nanometric scalestructure"以聚天冬 氨酸、二辛磺化丁二酸钠、聚丙烯酸、柠檬酸等作为有机质，调控制备出浓度5~15wt%的不同形貌纳米级碳酸钙颗粒溶液，应用于不同工业
。截至目前，还未见到利用木素磺酸钙作为有机质，调控制备碳酸钙微纳小球的相关工艺技术出现。木素磺酸钙通常来自亚硫酸盐法制浆的蒸煮废液，经喷雾干燥而成。针对制浆造纸工业废弃物进行合理、综合利用，减轻环境污染负荷，合理配置自然资源，无论对于发展社会经济还是保护自然环境均具有重大的现实意义，符合我国发展循环经济政策。
技术实现思路
为了克服目前制备特定形貌、大小碳酸钙晶体颗粒存在的制备工艺复杂、有机质来源成本高、反应条件不易控制问题，同时资源化利用亚硫酸盐法制浆废液，为木素磺酸钙开辟一条高值化利用新的途径，本专利技术的目的是提供。为实现上述目的，本专利技术的技术方案采用以下步骤:I)在机械搅拌作用下，将木素磺酸钙溶解于蒸馏水中，并用NaOH溶液调节pH值，形成20~40g/L、pH7~11的木素磺酸韩有机质溶液；2)在机械搅拌作用下，向IOmL步骤I)得到的木素磺酸钙有机质溶液中加入IOmL0.5mol/L pH=7的CaCl2溶液，形成木素磺酸钙-CaCl2混合生长体系；3)在150r/min的搅拌速度和30~50°C的条件下，将0.5mol/L pH=7的Na2CO3溶液逐滴加入步骤2)得到的木素磺酸钙-CaCl2混合生长体系，滴加完毕在室温环境中将上述溶液冷却至25°C、静置结晶24h，对反应体系进行真空抽滤，得到晶体，采用蒸馏水和无水乙醇分别洗涤3次，在60°C条件下真空干燥24h，得到白色粉末，即碳酸钙微纳小球。 所述的Na2CO3溶液与木素磺酸钙-CaCl2混合生长体系体积比为1:2~2:1。所述的木素磺酸钙来源于针叶木、阔叶木和禾本科原料之一，经过亚硫酸盐法制浆得到的蒸煮废液。与
技术介绍
相比，本专利技术具有的有益效果是:`本专利技术在调控制备特定形貌、大小碳酸钙晶体颗粒的有机质中引入了木素磺酸钙，扩充了采用仿生矿化制备特定晶形碳酸钙微纳小球的有机质来源范围；同时开辟了高值化利用木素磺酸钙资源的一条创新思路，无论对于社会经济的发展还是自然环境的保护均具有重大的现实意义，符合我国发展循环经济政策。【专利附图】【附图说明】图1是实施例1制备的立方状(方解石型)碳酸钙微纳小球扫描电镜照片。图2是实施例2制备的梭状(文石型)碳酸钙微纳小球的扫描电镜照片。图3是实施例3制备的球状(球霰石型)碳酸钙微纳小球的扫描电镜照片。【具体实施方式】下面结合具体实施例对本专利技术作进一步说明。实施例1:I)在机械搅拌作用下，将针叶木来源的木素磺酸钙溶解于蒸馏水中，并用NaOH溶液调节pH值,形成40g/L、pHll的木素磺酸韩有机质溶液；2)在机械搅拌作用下，向IOmL步骤I)得到的木素磺酸钙有机质溶液中加入IOmL0.5mol/L pH=7的CaCl2溶液，形成木素磺酸钙-CaCl2混合生长体系；3)在150r/min的搅拌速度和30°C的条件下，将0.5mol/L pH=7的Na2CO3溶液逐滴加入步骤2 )得到的木素磺酸钙-CaCl2混合生长体系，Na2CO3溶液与木素磺酸钙-CaCl2混合生长体系体积比为1:2，滴加完毕在室温环境中将上述溶液冷却至25°C、静置结晶24h，对反应体系进行真空抽滤，得到晶体，采用蒸馏水和无水乙醇分别洗涤3次，在60°C条件下真空干燥24h，得到白色粉末，即碳酸钙微纳小球(a)。实施例2:I)在机械搅拌作用下，将阔叶木来源的木素磺酸钙溶解于蒸馏水中，并用NaOH溶液调节PH值，形成30g/L、pH9的木素磺酸钙有机质溶液；2)在机械搅拌作用下，向IOmL步骤I)得到的木素磺酸钙有机质溶液中加入IOmL0.5mol/L pH=7的CaCl2溶液，形成木素磺酸钙-CaCl2混合生长体系；3)在150r/min的搅拌速度和40°C的条件下，将0.5mol/L pH=7的Na2CO3溶液逐滴加入步骤2 )得到的木本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：张勇，姚菊明，马东旭，杨梦梦，
申请(专利权)人：浙江理工大学，
类型：发明
国别省市：
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