Debido a su morfología única, alta superficie específica y gran porosidad, carbonato de calcio esférico poroso Las partículas presentan claras ventajas en campos como los materiales de adsorción y los biocompuestos. Se han convertido en uno de los temas más relevantes en la investigación actual sobre el CaCO3.
Carbonato de calcio vaterita esférico microporoso y nanoporoso de grado alimenticio
Utilizando conchas de mejillón de desecho como fuente de calcio, se obtiene vaterita esférica micro-nanoporosa. carbonato de calcio (CaCO3) Se preparó mediante un método de metátesis. El producto resultante es principalmente vaterita en forma cristalina, con un contenido de 92,351 TP3T. Su morfología es predominantemente porosa y esférica. Las partículas esféricas tienen un tamaño medio de partícula de 1,917 μm, un tamaño medio de partícula (D50) de 3,503 μm y un índice de aglomeración de 1,83. El producto alcanza una pureza de CaCO3 de 98,531 TP3T, con un contenido de Mg2+ inferior a 11 TP3T. Cumple con los requisitos de la norma nacional para aditivos de carbonato de calcio de grado alimenticio.
Fertilizante de liberación lenta en forma de esferas de aerogel poroso a base de calcio
Los fertilizantes tradicionales presentan bajas tasas de utilización, mientras que las opciones de liberación lenta existentes siguen siendo costosas. Para abordar estas limitaciones, Shou Anfa et al. sintetizaron un fertilizante de liberación lenta en forma de esferas de aerogel poroso a base de calcio mediante el método sol-gel. Este enfoque combina con éxito la estructura mesoporosa del carbonato de calcio poroso (CaCO3) con la red tridimensional de los aerogeles. El rendimiento de liberación lenta de nutrientes se evaluó sistemáticamente mediante un método de lixiviación en columna de suelo.
Los experimentos muestran que el carbonato de calcio poroso preparado tiene un tamaño de poro promedio de 16,835 nm. Exhibe una estructura mesoporosa con una forma cristalina de calcita. Las pruebas de lixiviación en columna de suelo mostraron que la liberación de nutrientes dentro de 24 horas fue de 17,8%–20,5%, significativamente menor que 22,5%–29,5% del grupo de control de esferas de hidrogel. A los 28 días, la liberación acumulada alcanzó 62,2%–73%, superando a las esferas de hidrogel (49,5%–66,5%) en efectividad a largo plazo. También suprimió eficazmente el pico inicial de nutrientes. En comparación con la tasa de lixiviación acumulada (alrededor de 8,8%) de urea cargada en carbonato de calcio poroso vacío, se confirmó que el material tiene una función de liberación lenta secundaria.
Tamiz molecular compuesto
Utilizando nano-CaCO3 como plantilla de macroporos, se preparó un tamiz molecular de silicalita de titanio compuesto de macroporos/microporos TS-1, con un tamaño de macroporo de aproximadamente 60 nm, mediante conversión de gel seco y síntesis hidrotermal. Se estudiaron sistemáticamente los efectos de la dosificación de CaCO3, la cantidad de agente plantilla y el contenido de agua sobre el tamaño de poro, el estado de las especies de titanio y el rendimiento de la hidroxilación catalítica del fenol.
El estudio reveló que el CaCO3 no solo crea macroporos, sino que también modifica la forma de coordinación de las especies de titanio. Gracias a la menor resistencia a la difusión y a la inhibición de la formación de TiO2 anatasa, el compuesto macroporoso/microporoso TS-1 mostró una excelente actividad catalítica en la hidroxilación de fenol.
Material biocompuesto poroso de carbonato de calcio
A partir de microesferas porosas de carbonato de calcio (CaCO3) preparadas por coprecipitación, se construyó un sistema de liberación controlada de azoxistrobina con respuesta de pH dual (Az/CaCO3@TA-Cu), con una carga de fármaco de 16,42%. Los estudios de liberación simulada mostraron que Az/CaCO3@TA-Cu tiene un buen rendimiento de liberación controlada por pH. La tasa de liberación acumulada en tampón de fosfato a pH 7 durante 96 horas fue de 36,99%. A pH 5 y pH 9, las tasas de liberación acumulada fueron de 74,32% y 58,79%, respectivamente.
Los experimentos sobre la tasa de crecimiento micelial demostraron que Az/CaCO3@TA-Cu tiene un fuerte efecto inhibidor sobre Fusarium graminearum. Su concentración inhibitoria media fue 6,58 y 3,28 veces mayor que la de Az puro y Az/CaCO3, respectivamente. Además, las estadísticas sobre la germinación del trigo y la supervivencia del pez cebra mostraron que Az/CaCO3@TA-Cu ofrece una mayor bioseguridad que Az/CaCO3 y Az puro.
Material poroso de carbonato de calcio para la adsorción de plomo en aguas residuales
Utilizando piedra caliza como materia prima, se preparó carbonato de calcio poroso (CaCO3) a base de piedra caliza mediante un método de carbonización + plantilla. Se utilizó para tratar aguas residuales simuladas que contenían plomo (Pb2+). Los resultados mostraron que las condiciones óptimas fueron las siguientes: una dosis de CaCO3 poroso de 0,18 g, una concentración inicial de Pb2+ de 1500 mg·L-1, una temperatura de adsorción de 40 °C y un tiempo de adsorción de 120 min. Bajo estas condiciones, la tasa de adsorción de Pb2+ en 100 mL de solución de nitrato de plomo alcanzó 99,71%. La capacidad de adsorción fue de 815,56 mg·g-1. Después de la regeneración ultrasónica, la tasa y la capacidad de adsorción fueron 77,75% y 636,42 mg·g-1, respectivamente.
Material poroso de adsorción de dióxido de carbono a base de calcio
Utilizando KCl, NaCl y LiCl como plantillas de sales, se prepararon materiales de CaCO3 y se evaluó sistemáticamente su capacidad de adsorción de CO2. Las capacidades de adsorción de CO2 de CaCO3-KCl, CaCO3-NaCl y CaCO3-LiCl fueron de 0,39, 0,32 y 0,31 mmol/g, respectivamente. Tras 10 ciclos de prueba de ruptura, la capacidad de adsorción de CO2 de CaCO3-KCl disminuyó solo en 7%. También mostró un buen rendimiento de separación para CO2/N2.
Material de superficie superhidrofóbico
Los materiales superhidrofóbicos suelen denominarse materiales biomiméticos de la superficie de la hoja de loto. Se definen por un ángulo de contacto superficial estable superior a 150° y un ángulo de contacto de rodadura inferior a 10°.
Para fabricar dicha superficie, los investigadores utilizaron una capa de microesferas porosas de carbonato de calcio (CaCO3) personalizada como plantilla. Posteriormente, se produjo con éxito una superficie superhidrofóbica de polietileno mediante prensado en caliente seguido de grabado ácido. En comparación con las plantillas tradicionales, el carbonato de calcio poroso ofrece claras ventajas en cuanto a durabilidad, repetibilidad, facilidad de preparación y área de la plantilla. La humectabilidad de la superficie se evaluó midiendo el ángulo de contacto estático del agua (WCA). Los resultados fueron significativamente mejores que los de las superficies lisas convencionales. Al entrar en contacto con agua de lluvia, mostró una fuerte resistencia al impacto del agua.
De los alimentos a las superficies funcionales: el papel de Equipos de trituración de polvo Epic
En todas estas aplicaciones, el valor del carbonato de calcio poroso depende de un factor clave: el control preciso del tamaño de partícula, la morfología y la forma cristalina. Es precisamente aquí donde los equipos de trituración y molienda de Epic Powder desempeñan un papel decisivo. Epic Powder ofrece una cadena de procesamiento completa para la producción de carbonato de calcio (CaCO3), transformando conchas y piedra caliza en polvos funcionales de alto valor. Su gama de equipos incluye: molinos de bolas, molinos de chorro, molinos clasificadores de aire y molinos independientes clasificadores de aire.
Estos avanzados sistemas de molienda y clasificación permiten la producción de CaCO3 de grado micro y nanométrico. Las partículas resultantes presentan una distribución de tamaño estrecha y una morfología uniforme. Esto proporciona la materia prima fiable necesaria para el control de la fase de vaterita, la formación de mesoporos y la incorporación de materiales compuestos. Para los fabricantes que transforman el carbonato de calcio común en materiales porosos de alto rendimiento, Epic Powder ofrece el equipo esencial para convertir la viabilidad técnica en producción a gran escala.
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— Publicado por Emily Chen