碳化法制备球霰石碳酸钙微球及形成机理
2021-03-11卓民权龚福忠李开成李艳琳
赵 历,卓民权,龚福忠,王 俊,阮 恒,李开成,李艳琳
(1.广西大学化学化工学院,广西南宁530004;2.广西化工研究院有限公司;3.广西新晶科技有限公司)
碳酸钙是自然界中最丰富的非硅质矿物,有3 种常见晶型:球霰石(vaterite)、文石(aragonite)、方解石(calcite)。球霰石型碳酸钙具有生物相容性好、孔状结构、比表面积大、密度小等特点,是一种理想的生物医学材料,近年来受到国内外研究者的广泛关注[1-4]。目前,球霰石型碳酸钙的制备主要采用溶液法(或称复分解法)和碳化法,两种方法基本都是以CaCl2为原料,其中溶液法是在CaCl2-MCO3反应体系中加入少量晶型控制剂(无机/有机物)制备球霰石型碳酸钙[3-16],而碳化法则是将CO2气体通入碱性CaCl2溶液中(用NH3·H2O 调节pH 或添加有机物)制备球霰石型碳酸钙[3,11-18]。碳化法具有操作简单、成本低以及产品收率高、纯度高等优点,是目前工业上采用的最经济的方法,在工业上得到了广泛应用[1,3,15,19]。球霰石的缺点是其热力学不稳定性,在含水介质中容易自发转变为方解石[3-5],因此球霰石型碳酸钙的控制合成是其规模化生产的关键。
合成的球霰石型碳酸钙通常为球形,也有圆盘形、薄片形、六角形、透镜形等,其中球形的球霰石型碳酸钙最有应用前景[4,10-11,14,16]。根据文献报道,实验室研究中采用溶液法制备单分散球霰石型碳酸钙较多,因为溶液法操作简单、工艺条件容易控制[4,15,20];采用碳化法制备分散球霰石型碳酸钙很少,因为碳化法的工艺条件不容易控制、 所得到的球霰石型碳酸钙要么纯度不够(为球霰石和方解石的混合物),要么颗粒大小不均匀[11-18,21],因此制备形貌规整、粒度均匀的单分散纯球霰石型碳酸钙仍然是一个值得研究的问题。……
