Nano canxi cacbonat đề cập đến các tập hợp hạt vi mô canxi cacbonat có kích thước hạt từ 1-100 nm. Giảm kích thước hạt làm thay đổi cấu trúc tinh thể và cấu trúc điện tử bề mặt. Điều này tạo ra các hiệu ứng bề mặt, hiệu ứng kích thước và hiệu ứng đường hầm lượng tử vĩ mô không có trong các hạt lớn hơn.
Sản xuất
Hiện nay, cacbonat hóa là phương pháp chính để sản xuất công nghiệp nano canxi cacbonat. Nguyên liệu thô của nó chủ yếu là đá vôi có hàm lượng canxi cacbonat cao. Nguyên liệu thô trải qua quá trình nung, tiêu hóa, cacbonat hóa, sự sửa đổi, phân tán, sấy khô và đóng gói để thu được sản phẩm cuối cùng. Quá trình cacbonat hóa bao gồm bốn phản ứng hóa học chính: nung, tiêu hóa, cacbonat hóa và biến tính. Bước chính trong sản xuất nano canxi cacbonat thông qua cacbonat hóa là phản ứng cacbonat hóa. Theo sự tương tác giữa bùn Ca(OH)2 và CO2, các phương pháp bao gồm cacbonat hóa theo mẻ, cacbonat hóa phun nhiều giai đoạn và cacbonat hóa siêu trọng lực.
Carbon hóa theo mẻ
Được cải tiến dựa trên việc sản xuất canxi cacbonat nhẹ, CO2 được đưa vào từ dưới cùng của tháp. Trong quá trình cacbonat hóa, các tác nhân kiểm soát tinh thể được thêm vào để kiểm soát hình dạng tinh thể và kích thước hạt. Các tác nhân kết tủa được thêm vào để tạo ra kết tủa và tách, dẫn đến nano canxi cacbonat có kích thước tinh thể khác nhau.
Phương pháp cacbon hóa phun nhiều giai đoạn
Nhiều tháp cacbonat hóa thường được sử dụng để thu được nano-canxi cacbonat thông qua phản ứng khí-lỏng. Đầu tiên, một hỗn hợp Ca(OH)2 và Al2(SO4)3 hoặc ZnSO4 được phun dưới dạng giọt từ đỉnh của tháp cacbonat hóa đầu tiên. CO2 được đưa vào từ đáy tháp, bắt đầu phản ứng cacbonat hóa để tạo ra chất lỏng cacbonat hóa. Tiếp theo, chất lỏng cacbonat hóa được phun dưới dạng giọt từ đỉnh của tháp cacbonat hóa thứ hai. CO2 được đưa vào từ đáy tháp, kích hoạt phản ứng cacbonat hóa thứ cấp để tạo ra nano-canxi cacbonat.
Cacbon hóa trọng lực cao
Lực ly tâm mạnh được tạo ra bởi sự quay tốc độ cao của lớp đệm, tạo ra môi trường siêu trọng lực. Điều này khiến nhũ tương vỡ thành các giọt rất nhỏ, làm tăng đáng kể diện tích tiếp xúc khí-lỏng và tăng tốc độ cacbonat hóa. Ngoài ra, nhũ tương được phân tán cao trong lớp đệm quay tốc độ cao, hạn chế sự phát triển của tinh thể. Ngay cả khi không thêm chất kiểm soát tinh thể, kích thước hạt của nano-canxi cacbonat được tạo ra có thể đạt tới 15-30 nm.
Ứng dụng
Nhựa và Cao su (gia cố kết cấu)
Việc bổ sung nano-canxi cacbonat vào vật liệu composite thường chỉ là 3%-5%, nhưng hiệu ứng gia cường của nó tương đương với khoảng 30% sợi thủy tinh hoặc gia cường khoáng chất. Nanocomposite của nano-canxi cacbonat và polyme hữu cơ kết hợp tính ổn định về kích thước và tính ổn định nhiệt của vật liệu vô cơ với tính chất điện môi của polyme hữu cơ. Ngoài ra, vật liệu composite có độ bền nóng chảy cao, độ nhớt thấp và tốc độ kết tinh nhanh, có lợi cho các quy trình như đúc phun, đùn và thổi khuôn polyme hữu cơ.
Lớp phủ, Làm giấy, Dầu bôi trơn
- Khi thêm vào lớp phủ hữu cơ hoặc gốc nước, lớp phủ tạo thành có đặc tính mịn, đồng đều, khô nhanh và độ trắng cao. Nó có thể thay thế titanium dioxide đắt tiền và canxi dạng keo đắt tiền, giảm lượng chất kết dính sử dụng trong vật liệu nền. Điều này giúp phân tán bột rutil nặng hơn và ngăn ngừa lắng đọng, cải thiện khả năng quét và độ ổn định thông qua các hiệu ứng cản trở không gian. Nó phù hợp với lớp phủ trên cùng ô tô cao cấp và lớp phủ khung gầm.
- Nano-canxi cacbonat biến tính có khả năng phân tán tốt và khi sử dụng trong sản xuất giấy sẽ làm tăng độ sáng và độ mờ đục. Nó cải thiện độ mịn và độ mềm dẻo của giấy, tăng khả năng hấp thụ và giữ mực, làm cho nó phù hợp với giấy tráng chất lượng cao.
- Khi thêm vào dầu bôi trơn, nano-canxi cacbonat tạo thành một lớp màng bảo vệ đơn phân tử trên bề mặt kim loại thông qua hấp phụ tĩnh điện. Điều này cải thiện tính chất chống mài mòn và giảm ma sát của dầu bôi trơn.
Dược phẩm sinh học
Nano-canxi cacbonat cũng có khả năng tương thích sinh học và phân hủy sinh học tốt, mang lại tiềm năng to lớn trong việc cung cấp dược phẩm, sửa chữa mô và các ứng dụng cảm biến sinh học. Đặc biệt trong quá trình phát triển các dược phẩm nhắm mục tiêu chống ung thư, nano-canxi cacbonat có thể đóng vai trò là chất mang cho cả dược phẩm kỵ nước và ưa nước. Quá trình phân hủy sinh học chậm của nó cho phép dược phẩm lưu lại trong vùng tổn thương lâu hơn, đảm bảo giải phóng dược phẩm liên tục.
Phần kết luận
Nano-canxi cacbonat, với các tính chất lý hóa độc đáo của nó, tiếp tục đổi mới và tối ưu hóa các quy trình sản xuất. Nó chứng minh giá trị ứng dụng nổi bật trong nhiều lĩnh vực khác nhau. Với những tiến bộ công nghệ đang diễn ra và nghiên cứu sâu hơn, nano-canxi cacbonat dự kiến sẽ mở rộng sang nhiều lĩnh vực mới nổi hơn. Nó sẽ mang lại những đột phá và bất ngờ cho khoa học vật liệu, y sinh học và các ngành công nghiệp khác. Điều này sẽ tiếp tục thúc đẩy sự phát triển chất lượng cao trong các ngành công nghiệp liên quan.
Bột Epic
Epic Powder, hơn 20 năm kinh nghiệm làm việc trong ngành bột siêu mịn. Tích cực thúc đẩy sự phát triển trong tương lai của bột siêu mịn, tập trung vào quá trình nghiền, xay, phân loại và sửa đổi bột siêu mịn. Liên hệ với chúng tôi để được tư vấn miễn phí và các giải pháp tùy chỉnh! Đội ngũ chuyên gia của chúng tôi tận tâm cung cấp các sản phẩm và dịch vụ chất lượng cao để tối đa hóa giá trị chế biến bột của bạn. Epic Powder—Chuyên gia chế biến bột đáng tin cậy của bạn!