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专利名称：一种中空氢氧化钙微球的合成方法

专利类型：发明专利

专利申请号：CN202210442955.7

专利申请（专利权）人：贺州学院
权利人地址：广西壮族自治区贺州市八步区西环路18号

专利发明（设计）人：莫福旺,汤泉,孙缝潞,谭华庚,吕琳,张强昌,林才广,温秋香,孟祥辉,蓝宝杰,费心怡,潘显虹

专利摘要：本发明提供了一种中空氢氧化钙微球的合成方法，首先称取相应的无水氯化钙，无水碳酸钠和叶酸，将称量好的物质混合，在烧杯内用水分别混合均匀后置于聚四氟乙烯反应釜中，放入烘箱内，空气条件下，200℃加热反应12小时，冷却至室温后取出过滤洗涤，干燥后置于刚玉坩埚中，然后在空气氛围下，800℃的温度下焙烧2小时，自然冷却至室温之后取出研磨均匀，得到白色粉末。该法制备的中空氢氧化钙微球，该合成产品克服了传统氢氧化钙产品结构单一的缺陷，利用叶酸做模板，CO32?诱导沉淀的方法，通过温度处理方法制备得到了中空结构氢氧化钙微球，合成方法简便易行，产品在粉体高端应用特别是精细化工及医学颗粒载体方面具有潜在应用价值。

主权利要求：一种中空氢氧化钙微球的合成方法
技术领域
[0001] 本发明属于粉末材料合成领域，具体涉及诱导沉淀反应合成功能粉末材料的方法。
背景技术
[0002] 氢氧化钙作为最重要性价比最高的无机填料，在塑料、造纸、制药、冶金、水泥、腻子粉、复合板等材料的制备方面具有重要的作用。除此之外，在一些附加值较高的填充材料应用场合，如卫生保健用品、轮胎、医药等，一般煅烧氢氧化钙还难以达到应用要求，有必要对其结构和形貌进行改造以适应更高端的应用领域，提升附加值。
[0003] 因此，综合以上因素，通过诱导沉淀反应合成了中空结构氢氧化钙微球，通过叶酸模板的调节，实现了氢氧化钙由实心到中空结构的过渡。
发明内容
[0004] 本发明旨在克服现有氢氧化钙形貌结构单一的缺陷，提供一种利用诱导沉淀法来制备中空结构氢氧化钙微球的方法，该方法不但合成条件简单且合成的产品组织结构良好。
[0005] 为实现本发明的目的，本发明提供了一种中空氢氧化钙微球的合成方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
[0006] 1.一种中空氢氧化钙微球的合成方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
[0007] a.称取一定量的分析纯CaCl2和Na2CO3，分别将药品置于烧杯中，再分别称取相同质量的分析纯叶酸粉末分别置于上述两个烧杯中，再分别加入相同体积的去离子水，超声分散10分钟，然后将含有Na2CO3和叶酸的水溶液迅速倒入含有CaCl2和叶酸水溶液的烧杯中，振荡混合均匀，静置反应30分钟。然后将混合液转入聚四氟乙烯反应釜，200℃反应12小时，自然冷却后取出常压过滤，滤渣用去离子水洗涤三次，用乙醇洗涤三次，80℃烘干12小时得到前驱体混合物。
[0008] b.将前驱体混合取出，置于玛瑙研钵中研磨均匀，研磨时间5分钟。将研磨之后的前驱体置于刚玉坩埚中，放入马弗炉中，在空气氛围下，800℃反应2小时，冷却至室温后，取出研磨均匀，得到中空结构氢氧化钙微球。
[0009] 优选地，步骤a中所述的一定量的分析纯Ca2Cl2、Na2CO3和叶酸的质量比为：(0.1110～0.6660)：(0.106～0.6360)：(0.0025～0.3)。

[0010] 优选地，步骤a中所述的200℃水热12小时进行前驱体处理，其加热制度为100℃→1h→200℃→12h→结束。

[0011] 优选地，步骤b中所述的气氛空气气氛。
[0012] c.将前驱体混合取出，置于玛瑙研钵中研磨均匀，研磨时间5分钟。将研磨之后的前驱体置于刚玉坩埚中，放入马弗炉中，在空气氛围下，800℃反应2小时，冷却至室温后，取出研磨均匀，得到白色粉末。
[0013] 一种中空结构氢氧化钙微球的合成方法，其特征在于所述中空氢氧化钙微球为白色粉末。
[0014] 本发明的有益效果为：该法制备的中空结构氢氧化钙微球克服了传统氢氧化钙产2?
品结构单一的缺陷，利用叶酸做模板，CO3 诱导沉淀的方法，通过温度处理方法制备得到了中空结构氢氧化钙微球，用X射线衍射仪(XRD)检测发现制备的白色粉末的晶体结构与六方晶系生物氢氧化钙晶体构型相同。添加了叶酸的样品中，在保持CaCl2质量为0.1110g(0.001mol)和Na2CO3质量为0.1060(0.001mol)的情况下，随着叶酸添加量的增加，得到的氢氧化钙的中空结构逐渐明显，当添加量达到0.1000g的时候，得到的氢氧化钙中空结构最明显，呈现中空结构的氢氧化钙分布最多，当添加量超过0.1000g后，中空结构又逐渐不明显。
在添加叶酸保持在0.1000g的情况下，当改变CaCl2和Na2CO3的质量分别从0.1110g和
0.1060g至0.6660g和0.6360g的时候，发现得到的产品的形貌逐渐向立方体靠近，球状结构逐渐坍塌，形成颗粒比较大的非中空氢氧化钙颗粒。加入的叶酸可以阻止和缓解氢氧化钙的分解，在加热时间超过2小时后，叶酸模板逐渐被烧。珻a(OH)2被煅烧成了氧化钙。

附图说明
[0015] 图1是不同CaCl2、Na2CO3和叶酸投料比的样品XRD图谱。
[0016] 图2是煅烧温度为800℃，煅烧时间为6小时后的样品XRD图谱。
[0017] 图3是不同CaCl2、Na2CO3和叶酸投料比的样品的SEM图。
具体实施方式
[0018] 下列实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处描述和出示的本发明实施例可以以各种不同的配置来布置和设计，因此，以下提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例，基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0019] 实施例1～16
[0020] 按照表1的原料配比称取药品，将药品在标号分别为A,B的烧杯中加水混合，超声10分钟混合均匀迅速将B烧杯中液体倒入A烧杯中，静置30分钟后转入聚四氟乙烯反应釜中
200℃反应12小时，其加热制度为100℃→1h→200℃→12h→结束，自然冷去后常压过滤，去离子水水洗三次，乙醇洗涤三次，滤渣80℃烘干12小时得到棕褐色前驱体混合物；将前驱体混合物取出，置于玛瑙研钵中研磨均匀，研磨时间5分钟。将研磨之后的前驱体置于刚玉坩埚中，放入马弗炉中，在空气气氛氛围下，800℃反应2小时和6小时，冷却至室温后，取出研磨均匀，得到白色粉末。

[0021] 表1原料配比
[0022]
[0023] 分别对实施例1～16的样品进行XRD测试，设置扫描的2θ角范围为5°至80°，扫描步长为20°/min。将测试得到的数据用MDIJade5.0软件跟标准谱进行比对。测试不同投料质量对晶体结构的影响，不同投料质量制备的样品的XRD图谱见图1,煅烧时间为6小时的样品XRD图见图2。
[0024] 图1显示的是1～15号实施例样品的XRD图谱，由图1可知，在按照表格1的投料质量进行样品的合成时，除了没有添加叶酸的1号样品，由于加热时间表较短，属于CaCO3的晶体结构外，按照编号2～15的投料制备得到的白色粉末样品与标准的氢氧化钙谱图比较完全吻合，标准谱图的卡片号记为PDF44?1481。经过Jade5.0晶体分析软件分析，所制备的2～15号实施例样品属于六方晶系，样品XRD谱图与Ca(OH)2的标准谱图符合。图2中的XRD图谱显示，在进行了6小时的煅烧后，样品中的叶酸形成的模板被烧。繁涑闪搜趸。

[0025] 分别对实施例1～15的样品进行SEM测试，扫描电压5kV。测试不同投料质量对碳酸钙形貌结构的影响，不同投料质量制备的样品的SEM图见图3。在扫描电镜图中，从1～8号样品的SEM图中可以看到，叶酸的添加量从0g添加至0.1000g的过程中，样品的中空球状结构2+
逐渐明显，粒径分布在15μm左右，随着添加量的增加，在形成结合Ca 的叶酸模板之间的键合作用逐渐增强，诱导形成的氢氧化钙层间分布逐渐明显，进行温度处理的时候形成的中空结构逐渐明显。随着叶酸模板的增加，如图3中的9,10号样品，叶酸模板增加，形成的球状结构越明显。对比8,11,12,13,14,15号样品的扫描电镜图，发现在固定叶酸添加量为
0.1000g的情况下，随着CaCl2和Na2CO3的增加，样品的中空结构逐渐减少，呈现出相对细小
2+
层状分布，这是因为随着CaCl2和Na2CO3的增加，Ca 与叶酸形成的模板远小于CaCl2与Na2CO3的直接反应，这时候立方结构的碳酸钙结构占据了主导，在煅烧的时候，这些没有层间分布的碳酸钙也就被煅烧成了没有中空结构的氢氧化钙，在图3中的14号样品表现尤甚。

专利地区：广西

专利申请日期：2022-04-26

专利公开日期：2023-08-25

专利公告号：CN114671449B