固相法制備納米碳酸鈣及碳酸鈣基紅色發(fā)光材料.pdf

1、碳酸鈣由于能很好地吸收紫外線而且價(jià)格低廉，不僅廣泛應(yīng)用于塑料、橡膠、涂料、油墨、造紙、醫(yī)藥、食品及日用化工等領(lǐng)域，還可作為發(fā)光材料基質(zhì)。碳酸鈣具有方解石、文石和球霰石三種晶體結(jié)構(gòu)，不同領(lǐng)域?qū)μ妓徕}的晶型、形貌和粒徑要求不同，因此可控制備不同晶型、形貌和大小的碳酸鈣具有重要意義。目前工業(yè)上制備碳酸鈣方法主要是碳化法和沉淀法，二者都是通過液相反應(yīng)在嚴(yán)格控制反應(yīng)條件下進(jìn)行，對設(shè)備也有一定的要求。而室溫固相反應(yīng)不僅工藝簡單，操作方便，節(jié)能環(huán)保，

2、還可避免在液相反應(yīng)中易出現(xiàn)的硬團(tuán)聚等現(xiàn)象。本文主要以CaCl2·2H2O，Ca(Ac)2，Ca(NO3)2·4H2O，Ca(OH)2等鈣源和(NH4)2CO3，NH4HCO3，Na2CO3，NaHCO3等碳酸鹽（碳酸氫鹽）為原料，通過室溫固相反應(yīng)制備超細(xì)至納米級(jí)碳酸鈣和紅色發(fā)光材料CaCO3∶Eu3+，考察了不同鈣鹽、不同碳酸鹽、添加劑、研磨時(shí)間、反應(yīng)物計(jì)量比對其晶型、形貌和粒度的影響，并且研究了紅色發(fā)光材料CaCO3∶Eu3+的發(fā)光性

3、能。并與液相沉淀法制備的碳酸鈣及碳酸鈣基紅色發(fā)光材料進(jìn)行了比較。主要研究內(nèi)容及結(jié)果如下:
　　1.方解石型碳酸鈣的制備。以CaCl2·2H2O為鈣源，分別與(NH4)2CO3、NH4HCO3、NaHCO3、Na2CO3固相反應(yīng)，或以Ca(OH)2為鈣源，與(NH4)2CO3固相反應(yīng)時(shí)，均可生成方解石型碳酸鈣。
　　2.球霰石型碳酸鈣的制備。以Ca(Ac)2為鈣源，分別與(NH4)2CO3、 NH4HCO3、NaHCO3固相反

4、應(yīng)時(shí)，或以Ca(NO3)2·4H2O為鈣源，與(NH4)2CO3固相反應(yīng)均可生成球霰石型碳酸鈣。
　　3.不同的鈣源對碳酸鈣晶型的影響很大，這種影響與以下兩個(gè)方面有關(guān):(1)鈣源的酸堿性強(qiáng)弱。四種鈣源的酸堿性大小順序和相應(yīng)的碳酸鈣產(chǎn)物晶型為:Ca(OH)2（方解石）＞Ca(Ac)2（球霰石+少量方解石）＞Ca(NO3)2·4H2O（球霰石）＞CaCl2·2H2O（球霰石+方解石），堿性大的Ca(OH)2或的偏酸性鈣鹽CaCl2·2

5、H2O均容易生成方解石型碳酸鈣，弱堿性鈣鹽Ca(Ac)2和中性鈣鹽Ca(NO3)2·4H2O有利于生成球霰石型碳酸鈣。(2)離子大小。離子半徑小的H+、OH-、Cl-的存在有利于生成方解石型碳酸鈣，離子半徑大的Ac-、NO3-則容易生成球霰石型碳酸鈣。
　　4.乙醇胺對碳酸鈣的顆粒大小、形貌及分散性的影響。以NH4HCO3和CaCl2·2H2O為固相反應(yīng)物，加入少量乙醇胺時(shí)，碳酸鈣粒徑無明顯變化，但分散性明顯改善。隨著乙醇胺加入量

6、的增加，碳酸鈣的粒徑增大，而且有利于方解石型碳酸鈣的形成。以(NH4)2CO3和CaCl2·2H2O為反應(yīng)物時(shí)，乙醇胺的加入則有利于形成球霰石型碳酸鈣。
　　5.液相沉淀法制備的碳酸鈣的晶型和形貌。不同鈣鹽CaCl2、Ca(NO3)2、Ca(Ac)2與碳酸氫鹽(NaHCO3、NH4HCO3)通過液相反應(yīng)得到的碳酸鈣多為花瓣?duì)罱Y(jié)構(gòu)，晶型為球霰石及極少量的方解石。與碳酸鹽(Na2CO3、(NH4)2CO3)通過液相反應(yīng)得到的碳酸鈣為球