咪唑对碳酸钙晶型和形貌的调控研究

120 ℃下,分别在水、DMF/H2O(DMF:N, N-二甲基甲酰胺)、CH3CH2OH/H2O体系中,利用咪唑调控合成CaCO3,并采用XRD、FT-IR、SEM对反应产物进行了表征,研究了咪唑浓度、溶剂和阴离子对CaCO3晶型和形状的影响.研究表明:在水体系,CaAc2为钙源物,没有咪唑时,形成棒状的文石晶体;当咪唑的浓度分别是50;、60;、70;时,得到的产物分别是方解石和球霰石、文石和方解石的混合物、纯的方解石晶体;在120 ℃条件下,60;咪唑的DMF/H2O(v/v=3:2)、CH3CH2OH/H2O(v/v=3:2)体系中合成的CaCO3分别是球霰石和文石的混合物、纯的文石;同样在60;咪唑的水体系中,钙源物为CaCl2和Ca(NO3)2时,生成的晶体是文石和方解石的混合体,但粒子形状不同.实验结果表明,咪唑的浓度、溶剂和阴离子都对CaCO3的晶型和形貌都有影响.     

高尔夫球状球霰石的简易制备研究

碳酸钙材料在合成过程中的形貌和物相组成控制对其应用极为重要.本文利用乙二醇和水的混合溶液,通过简单的混合沉淀法快速合成了高尔夫球状球霰石.利用X-射线衍射(XRD)、场发射扫描电镜(FESEM)以及傅里叶变换红外光谱(FI-IR)等手段对获得的样品进行了表征.结果表明,在室温下反应产物能够保持高尔夫球形貌但较高温度下样品为无规则形貌,不同温度下反应产物都发生了部分相转变.     

羧酸对CaCO3晶型的影响

分别用2,2'-联苯二酸(bpdca)和1,2,4,5-苯四酸(btca)作为调控剂合成CaCO3,使用XRD、FT-IR和扫描电子显微镜(SEM)研究了羧酸对CaCO3晶型和形貌的影响.结果表明,2,2'-联苯二酸和1,2,4,5-苯四酸作为调节剂对CaCO3晶型都会有影响,一定条件下合成得到的是方解石和球霰石的混合物,显示出羧酸对球霰石的生成具有促进作用.     

PASP调控球形碳酸钙沉积过程研究

本文以聚天冬氨酸(PASP)为有机质模板,采用碳化法研究了水溶液中碳酸钙的沉积过程,利用FT-IR、XRD、SEM及粒度分析等方法对碳酸钙沉积样品晶型和晶貌进行了表征,并结合生物矿化的基本原理分析了晶体形成和成长变化过程.结果表明,有机质PASP能够调控碳酸钙沉积由方解石型转变为球霰石型,晶体形貌由菱形转变为球形,同时晶体平均粒径减小64.3;,且粒径分布收窄.主要原因是PASP模板中相邻两-COO-间距离与Ca2+的12配位体空间构型中的两个氧原子间距离相匹配,碳酸钙颗粒经过介晶形成了表面为小颗粒附着的球形晶体,PASP吸附在颗粒表面能够抑制晶体生长.     

超声辅助的荔枝状球霰石的制备与表征

碳酸钙材料的制备过程中的形貌和物相控制对其进一步的工业应用至关重要.本文通过超声空化辅助技术在乙二醇/水溶液中合成了荔枝状的纯相球霰石微球.采用X-射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)以及场发射扫描电镜(FESEM)等对合成的试样进行了表征.结果表明,碳酸钙材料的物相组成和形貌与溶液中乙二醇的体积含量以及超声时间密切相关.     

蛋清蛋白模板法控制合成球形碳酸钙

在不同体积百分比浓度的蛋清蛋白溶液体系中,以CaCl2和碳酸钠为原料合成球形碳酸钙复合物,采用SEM、XRD、FT-IR和TG等测试技术对所得碳酸钙样品进行了表征,探讨了其形成机理.结果表明,在反应温度为40 ℃,氯化钙和碳酸钠0.2 mol/L和蛋清蛋白浓度为10;(V/V)条件下,合成出粒度为5 μm左右的球形碳酸钙晶体,此晶体以方解石和球霰石混合晶型存在,有机质质量分数约为15;.与纯水体系形成的碳酸钙相比,热分解温度降低约15 ℃.红外V3蓝移约10 cm-1.蛋清蛋白与Ca2+配位及静电作用等是形成球形碳酸钙晶体的主要原因.     

碳酸钙晶须的制备及含硫化合物对碳酸钙晶须影响的研究

在碱性环境下(pH＞ 12)采用衬底溶液双滴加法制备了形貌均匀且长径比大于10的文石型碳酸钙晶须.探讨了衬底液浓度、温度等因素对碳酸钙晶须生长的影响;研究了硫化钠、硫酸钠、硫代硫酸钠对碳酸钙晶须生长过程的影响;通过扫描电子显微镜和X射线衍射对样品的形貌和物相进行了表征.结果表明:衬底液Ca2+浓度为0.4 mol/L、温度为80 ℃时最有利于文石型碳酸钙晶须的生长;随着含硫化合物的增加,文石型碳酸钙晶须的长径比与质量分数均逐渐减小,且方解石型碳酸钙含量逐渐增加.     

可溶性淀粉存在下纯球霰石的合成

在可溶性淀粉存在下,分别在30℃和4℃条件下,以氯化钙和碳酸钠为原料合成碳酸钙.用XRD和红外光谱对产物进行了表征,用扫描电子显微镜观察产物粒子的形状.结果表明,在30℃下,随着可溶性淀粉浓度的升高,球霰石的含量增加.而在4℃时,没有加入可溶性淀粉,得到的是方解石和球霰石的混合物,可溶性淀粉质量百分比浓度是0.93;时,得到的是纯方解石;1.9;时,得到的是方解石和球霰石的混合物;2.8;时,得到的是纯球霰石,说明温度和可溶性淀粉都可以影响碳酸钙的晶型和形状.还研究了样品的热重性质.     

磷石膏铵盐浸取物制备CaCO3晶型和形貌的影响因素研究

以某磷矿副产磷石膏为原料,采用氯化铵溶液浸取,获得硫酸钙溶液,经鼓泡碳化法制备CaCO3.考察了H2O2浓度、CO2流速、搅拌速度、初始pH值等因素对CaCO3晶型、形貌以及分散性的影响,采用XRD、SEM等对样品进行了表征.结果表明,不添加H2O2,或初始pH值＞9.5时得到的CaCO3样品为球霰石型和方解石型的混合相;当H2O2浓度为0.25;、CO2流速为0.2 L/min、初始pH为9.0、搅拌速度为650 r/min时,得到分散性均匀的菱面体形方解石型CaCO3.研究结果对磷石膏的资源化利用和CO2固定具有重要的环境意义.     

快速沉淀法制备高分散高纯度球霰石晶体

旨在提出一种简单、高效的高分散、高纯度球霰石制备方法.在高速搅拌(10000 r/min)条件下,研究了溶液反应时间对球霰石形貌、纯度和粒度的影响,并使用SEM、XRD、TEM分析了球霰石形貌和晶型.研究表明,高速搅拌是制备高分散、粒径均匀多孔球霰石的有效措施.反应时间对球霰石晶型和形貌影响显著,反应时间为30 s时,球霰石纯度为100;,继续增大反应时间则会轻度降低其纯度.然而反应时间增长可使球霰石颗粒更加均匀,分散度提高.60 s或90 s可为优选反应时间,所制备的球霰石粒径为别为1.69μm和1.63μm.     

碳酸钙形成过程中重金属离子的配分问题研究(2)——研究进展和配分机制

本文为"碳酸钙形成过程中重金属离子的配分问题研究"的第二部分.上文介绍了配分问题的理论基础、实验方法和重金属离子的配分特征.本文则介绍配分问题的理论机制.作者综述了有关重金属离子在方解石晶面上选择吸附的最新实验; 介绍了用原子力显微镜观察晶面上单分子台阶分布的研究结果; 评述了研究重金属离子配分问题的理论机制; 讨论了两阶段理论模型, 多重表面座模型, 表面薄膜模型和化学吸附层模型的应用;提出了深入开展杂质分凝理论研究的建议.     

水热条件下不同形貌和晶相碳酸钙的形成和转化

利用碳酸氢钙水热分解制备了具有不同形貌和晶相的碳酸钙.在水热情况下,得到了多种形貌的方解石和霰石碳酸钙,研究了碳酸氢钙浓度、添加剂氯化镁浓度、反应时间和温度等对碳酸钙形貌和晶相的影响.以X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)对制备的碳酸钙进行了表征.研究发现,水热条件对碳酸钙形貌和晶相的形成以及演化过程有重要影响.水热条件下发现了稳定的碳酸钙晶相向亚稳定相转化的反常相变,对相关的形成及转化机理进行了相应的阐述.     

钛酸钡钙晶体的生长及其光学性能研究

钛酸钡钙(BCT)晶体是一种新型的光折变材料,由于其优于钛酸钡的电光性能及无室温相变的优势,使其具有更大的应用前景.本文从大量的实验中总结出生长高质量BGT晶体的生长条件,用Czochralski法生长出φ18mm×15mm的BCT晶体.通过粉末X射线衍射测定其晶格常数,由红外、紫外-可见光透射谱确定其吸收边,并通过Raman光谱等一系列实验对晶体结构及其基本光学性能进行了研究.     

白云石制备似立方体状方解石型碳酸钙晶体及其机理研究

以轻烧白云石粉、氯化铵和二氧化碳为原料,在未使用晶型控制剂的情况下,通过蒸氨-沉钙过程制备出了似立方体状碳酸钙。研究了反应温度、溶液中钙离子浓度、通气速率、搅拌速度以及陈化时间对碳酸钙中方解石相含量以及晶体形貌的影响,并探索了沉钙反应的晶型控制机理。结果表明,在反应温度40 ℃、钙离子浓度0.05 mol/L、通碳速率100 mL/min、搅拌速度400 r/min和陈化时间2 h的条件下,制备出形貌规整、粒径分布均匀的似立方体状碳酸钙,平均粒径为5~10 μm。该研究为提升白云石的使用价值、生产高附加价值的碳酸钙产品,以及提高白云石资源的利用率提供理论基础。     

软模板调控碳酸锶结晶特性的研究

本文在实验室的条件下,通过用均相沉淀法和共沉淀法,采用多聚磷酸钠、酒石酸钠、EDTA/氯化锌、EDTA、氯化镁作为晶形控制剂分别合成了长为2～4μm,直径为200nm左右的柱状、长为1～3μm,直径为80nm左右的线状、长为1～2μm,直径为50nm左右的线状、粒径为200nm左右的球状以及粒径为2～3μm的不规则状等碳酸锶晶体.并且对利用多种软模板调控碳酸锶晶体的生长机理进行了初步的分析,得出了软模板导致晶体结晶的大小和形貌变化的多样性机理.     

晶体生长时的固液相结构变化分析

晶体的溶解、熔化以及结晶成核生长时的固液相原子结构是怎样变化的,晶体生长时的生长基元是原子还是原子团.本文根据各种材料液相结构的最新研究结果,提出不饱和配位结构转换模式,并以此模式对各种常见晶体材料从溶解、熔化到结晶生长时的液态母相结构变化以及晶体成核过程进行了描述和分析,认为晶体生长时的界面结构和液相结构十分接近,溶解、熔化主要是晶体表面的不饱和配位原子(离子)转换到液相结构的过程,晶体生长主要是液相中的不饱和配位原子(离子)转换到固液生长界面的位错位置,使配位结构更饱和的过程.随着液相过饱和度的增大,液相结构单元的原子数越来越多,吸附到晶体生长界面若来不及转换回液相,就形成新的位错生长中心,形成晶体生长缺陷.     

氟化钙晶体生长的研究进展

随着深紫外光刻技术的发展,透光范围宽、透过率高的CaF2晶体成了人们关注的焦点,其尺寸和质量得到了不断的提高.结合CaF2的基本性质,综述了CaF2晶体的主要生长方法及存在的问题.从原料的纯化处理到晶体的光学加工,归纳总结了提高紫外级CaF2晶体的尺寸、质量和产率的有效措施.     

石英晶体中的腐蚀隧道缺陷

石英晶体中的腐蚀隧道缺陷是晶体结构中位错的宏观表现.腐蚀隧道缺陷不仅影响石英加工过程,由于石英晶体元器件常处于冲击、振动、温度变化、辐射等的环境中,腐蚀隧道缺陷也大大影响元器件的性能,降低结构强度.本文对腐蚀隧道进行了比较系统的分析,提出了减少、抑制晶体中腐蚀隧道缺陷的技术手段.     

Polymorphic composition and morphology of calcium carbonate as a function of ultrasonic irradiation

This paper reports on the precipitation of CaCO₃ polymorphs, having various crystal morphologies under different conditions. In particular, systems that were subject to ultrasonic irradiation were compared to the corresponding reference systems in the absence of such a treatment. The application of ultrasonic irradiation predominantly resulted in a change of particle size distribution and polymorphic composition of the precipitate, in comparison to the reference systems. Thus, it was found that the supersaturation and temperature influenced the size distribution, in both the reference and sonicated systems. A mixture of calcite, vaterite and aragonite was obtained in all reference systems, at 25 °C. At this temperature, the sonication caused the vaterite content to increase, while aragonite was not detected. In reference and sonicated systems at 80 °C, only aragonite precipitated. The results also indicate that the principle parameter responsible for the morphology of vaterite was the initial supersaturation: at higher supersaturation spherical vaterite particles precipitated, while at lower supersaturation hexagonal platelets were obtained. The morphological investigations also indicated different mechanisms of vaterite formation in the systems in which precipitation was initiated at higher supersaturation: spherulitic growth of vaterite was observed in sonicated systems, while the aggregation of primary particles was predominant in the reference systems. At lower supersaturation, the effect of c(Ca²⁺)/c(CO₃²⁻) on the morphology of hexagonal platelets of vaterite was observed as well. By varying the c(Ca²⁺)/c(CO₃²⁻), significant changes of the polymorphic composition were observed only in the sonicated systems, at 25 °C.