Grâce à leur morphologie unique, leur grande surface spécifique et leur porosité importante, carbonate de calcium sphérique poreux Les particules présentent des avantages indéniables dans des domaines tels que les matériaux d'adsorption et les biocomposites. Elles constituent un sujet d'étude majeur dans le domaine actuel de la recherche sur le CaCO3.
carbonate de calcium vatérite micro-nano poreux sphérique de qualité alimentaire
Utilisation de coquilles de moules usagées comme source de calcium, vatérite sphérique micro-nanoporeuse carbonate de calcium (CaCO3) Le produit obtenu a été préparé par métathèse. Il s'agit principalement de vatérite cristalline, avec une pureté de 92,351 % (TP3T). Sa morphologie est majoritairement poreuse et sphérique. Les particules sphériques ont une taille moyenne de 1,917 μm, une taille médiane (D50) de 3,503 μm et un indice d'agglomération de 1,83. Le produit atteint une pureté de 98,531 % (TP3T) en CaCO₃ et une teneur en Mg²⁺ inférieure à 11 % (TP3T). Il répond aux exigences de la norme nationale relative aux additifs de carbonate de calcium de qualité alimentaire.
Sphères d'aérogel poreuses à base de calcium, engrais à libération lente
Les engrais traditionnels présentent de faibles taux d'utilisation, tandis que les solutions à libération lente existantes restent onéreuses. Pour pallier ces limitations, Shou Anfa et al. ont synthétisé un engrais à libération lente sous forme de sphères d'aérogel poreuses à base de calcium, par la méthode sol-gel. Cette approche combine avec succès la structure mésoporeuse du carbonate de calcium poreux (CaCO₃) et le réseau tridimensionnel des aérogels. L'efficacité de la libération lente des nutriments a été systématiquement évaluée par la méthode de lixiviation en colonne de sol.
Les expériences montrent que le carbonate de calcium poreux préparé présente une taille de pores moyenne de 16,835 nm. Il possède une structure mésoporeuse avec une morphologie cristalline de calcite. Les tests de lixiviation en colonne de sol ont révélé une libération de nutriments de 17,81 TP3T à 20,51 TP3T sur 24 heures, significativement inférieure à celle du groupe témoin (sphères d'hydrogel) (22,51 TP3T à 29,51 TP3T). Après 28 jours, la libération cumulée a atteint 62,21 TP3T à 731 TP3T, surpassant ainsi les sphères d'hydrogel (49,51 TP3T à 66,51 TP3T) en termes d'efficacité à long terme. Ce matériau a également permis de limiter efficacement la libération initiale massive de nutriments. Comparé au taux de lixiviation cumulé (environ 8,81 TP3T) de l'urée déposée sur du carbonate de calcium poreux vierge, il a été confirmé que ce matériau possède une fonction de libération lente secondaire.
Tamis moléculaire composite
En utilisant des nanoparticules de CaCO₃ comme matrice pour les macropores, un tamis moléculaire composite de silicalite de titane TS-1, présentant des macropores d'environ 60 nm, a été préparé par conversion de gel sec et synthèse hydrothermale. L'influence de la quantité de CaCO₃, de la quantité d'agent structurant et de la teneur en eau sur la taille des pores, l'état des espèces de titane et les performances catalytiques d'hydroxylation du phénol a été étudiée de manière systématique.
L'étude a révélé que le CaCO3 ne se contente pas de créer des macropores, mais modifie également la forme de coordination des espèces de titane. Grâce à une résistance à la diffusion réduite et à l'inhibition de la formation de TiO2 anatase, le composite macroporeux/microporeux TS-1 a démontré une excellente activité catalytique dans l'hydroxylation du phénol.
Matériau biocomposite poreux à base de carbonate de calcium
Un système de libération contrôlée d'azoxystrobine à double sensibilité au pH (Az/CaCO3@TA-Cu) a été conçu à partir de microsphères poreuses de carbonate de calcium (CaCO3) préparées par co-précipitation. Ce système permet une charge médicamenteuse de 16,421 µg/L. Des études de libération simulée ont démontré l'excellente performance de libération contrôlée par le pH de Az/CaCO3@TA-Cu. Le taux de libération cumulé dans un tampon phosphate à pH 7 pendant 96 heures était de 36,991 µg/L. À pH 5 et pH 9, les taux de libération cumulés étaient respectivement de 74,321 µg/L et 58,791 µg/L.
Des expériences sur la vitesse de croissance mycélienne ont montré que l'Az/CaCO3@TA-Cu exerce un fort effet inhibiteur sur Fusarium graminearum. Sa concentration inhibitrice médiane était respectivement 6,58 et 3,28 fois supérieure à celle de l'Az pur et de l'Az/CaCO3. De plus, des analyses statistiques sur la germination du blé et la survie du poisson-zèbre ont démontré que l'Az/CaCO3@TA-Cu présente une meilleure biosécurité que l'Az/CaCO3 et l'Az pur.
Matériau d'adsorption des eaux usées à base de carbonate de calcium poreux pour le plomb
À partir de calcaire, du carbonate de calcium poreux (CaCO₃) a été préparé par carbonisation et utilisation d'un gabarit. Ce matériau a ensuite été employé pour le traitement d'eaux usées simulées contenant du plomb (Pb²⁺). Les résultats ont montré que les conditions optimales étaient les suivantes : une dose de CaCO₃ poreux de 0,18 g, une concentration initiale de Pb²⁺ de 1 500 mg·L⁻¹, une température d'adsorption de 40 °C et une durée d'adsorption de 120 min. Dans ces conditions, le taux d'adsorption du Pb²⁺ dans 100 mL de solution de nitrate de plomb a atteint 99,71 %. La capacité d'adsorption était de 815,56 mg·g⁻¹. Après régénération par ultrasons, le taux et la capacité d'adsorption étaient respectivement de 77,75 % et 636,42 mg·g⁻¹.
Matériau poreux d'adsorption du dioxyde de carbone à base de calcium
Des matériaux CaCO₃ ont été préparés en utilisant KCl, NaCl et LiCl comme matrices salines, et leurs performances d'adsorption de CO₂ ont été évaluées de manière systématique. Les capacités d'adsorption de CO₂ de CaCO₃-KCl, CaCO₃-NaCl et CaCO₃-LiCl étaient respectivement de 0,39, 0,32 et 0,31 mmol/g. Après 10 cycles d'adsorption, la capacité d'adsorption de CO₂ de CaCO₃-KCl n'a diminué que de 71 %. Ce matériau a également démontré de bonnes performances de séparation CO₂/N₂.
Matériau de surface superhydrophobe
Les matériaux superhydrophobes sont souvent qualifiés de matériaux biomimétiques imitant la surface des feuilles de lotus. Ils se caractérisent par un angle de contact stable supérieur à 150° et un angle de contact de roulement inférieur à 10°.
Pour fabriquer une telle surface, les chercheurs ont utilisé une couche de microsphères poreuses de carbonate de calcium (CaCO3) comme matrice. Une surface superhydrophobe en polyéthylène a ensuite été produite par pressage à chaud suivi d'une gravure acide. Comparé aux matrices traditionnelles, le carbonate de calcium poreux offre des avantages indéniables en termes de durabilité, de reproductibilité, de facilité de préparation et de surface de matrice. La mouillabilité de la surface a été évaluée par la mesure de l'angle de contact statique avec l'eau (ACA). Les résultats obtenus sont nettement supérieurs à ceux des surfaces lisses ordinaires. Au contact de l'eau de pluie, la surface présente une forte résistance à l'impact de l'eau.
De l'alimentation aux surfaces fonctionnelles — Le rôle de Équipement de concassage de poudre épique
Dans toutes ces applications, la valeur du carbonate de calcium poreux repose sur un facteur essentiel : la maîtrise précise de la granulométrie, de la morphologie et de la structure cristalline. C’est précisément là que les équipements de concassage et de broyage d’Epic Powder jouent un rôle déterminant. Epic Powder propose une chaîne de production complète de carbonate de calcium (CaCO3), transformant les coquilles et le calcaire bruts en poudres fonctionnelles de haute qualité. Sa gamme d’équipements comprend : broyeurs à boulets, broyeurs à jet, broyeurs à classification d'air et broyeurs autonomes classificateurs d'air.
Ces systèmes de broyage et de classification avancés permettent la production de CaCO₃ de qualité micro- et nanométrique. Les particules obtenues présentent une distribution granulométrique étroite et une morphologie uniforme. Elles constituent ainsi la matière première fiable nécessaire au contrôle de la phase vatérite, à la formation de mésopores et à l'incorporation dans les matériaux composites. Pour les fabricants transformant le carbonate de calcium ordinaire en matériaux poreux haute performance, Epic Powder fournit les équipements essentiels pour passer du stade de la faisabilité technique à une production à grande échelle.
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— Publié par Emily Chen