CN106745154A - 一种低温条件下制备高长径比硫酸钙纳米线的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种低温条件下制备高长径比硫酸钙纳米线的方法,其步骤;(1).配制由正戊醇、环己烷、硫酸钠、十六烷基三甲基溴化铵组成的硫酸钠反向微乳液;(2).配制由正戊醇、环己烷、硫酸钠、十六烷基三甲基溴化铵组成的氯化钙反向微乳液;(3.)将步骤(1)制得的硫酸钠反向微乳液与步骤(2)制得的氯化钙反向微乳液混合,得到透明均匀的混合微乳液;(4).将体积分数为4~12vol.%的丙酮或乙醇加入至上述混合微乳液中进行破乳反应;(5).将破乳后混合微乳液离心分离,再用丙酮、乙醇依次超声清洗,干燥,即得硫酸钙纳米线产物。该方法工艺简单,连续方式生产,效率高,成本低;制备的硫酸钙纳米线具有较好的增溶能力,其长径比为20~400,能满足市场需求。
Description
技术领域
本发明涉及一种低温条件下制备高长径比硫酸钙纳米线的方法,属于硫酸钙纳米线制备及改性的技术领域。
背景技术
硫酸钙晶须又叫石膏晶须,具有完整的外形、均匀的横截面、完善的内部结构的纤维状单晶体,目前所制备的硫酸钙晶须通常为微米级尺寸,直径1~10μm,长度几十微米到几百微米,可以用于环境工程、沥青改性、涂料、填充剂等,应用范围广泛。
纳米硫酸钙按照维度分为:硫酸钙纳米颗粒、硫酸钙纳米片、硫酸钙纳米棒、硫酸钙纳米管、硫酸钙纳米线、硫酸钙纳米束等。硫酸钙纳米线通常是:直径约为10至100纳米,长度为10至300微米,相对于微米级硫酸钙晶须,硫酸钙纳米线由于独特的一维结构特性和小尺寸特性,在应用领域可以展现出优异的纳米效应。制备硫酸钙纳米线存在需要突破的瓶颈,目前所制备的纳米硫酸钙材料中,其主要制备方法有:直接沉淀法、微乳液法、水热法、溶剂热法、气相法、微波法。所述的直接沉淀法,其沉淀过程反应迅速,反应的快慢不容易控制,制备的纳米硫酸钙性质不稳定,易团聚,不易分散;制备的纳米硫酸钙的粒径和形貌与溶液浓度、晶体生长抑制剂种类及含量、反应体系pH值、反应体系温度、陈化时间和干燥温度相关,不易控制,需要采用尿素、柠檬酸铵、多聚磷酸钠、六偏磷酸钠、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠一种或几种抑制剂作为反应抑制剂进行抑制,能耗较大,设备要求高。
所述的微乳液法,其微乳液是由水、油、表面活性剂等组成,微乳液的粒径大小为10~100nm,其表面活性剂分散在液体介质中,当表面活性剂浓度超过某一活性剂临界胶束浓度时,生成胶束,胶束油包水(w/ o)型微乳液和水包油(o/w)型微乳液,油包水(w/o)型微乳液又叫反相微乳液,其疏水端和外界的有机溶剂接触;水包油(o/w)型微乳液亲水端与外界的水溶液相连。微乳液法具有反应体系稳定,所制备的产物品质稳定而被广泛应用,但是,其制备工艺复杂,反应温度高,能耗较大。
所述的水热法和溶剂热法制备硫酸钙纳米线,通常采取间歇方式生产,反应温度一般高于100℃,而且效率低,能耗大设备要求较高。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中存在的问题,提供一种低温条件下制备高长径比硫酸钙纳米线的方法。
为达到上述目的,本发明采用下述技术方案:
一种低温条件下制备高长径比硫酸钙纳米线的方法,其特征在于,该方法的具体步骤为;
(1).配制由正戊醇、环己烷、硫酸钠、十六烷基三甲基溴化铵组成的硫酸钠反向微乳液,其步骤为:将一定量的正戊醇溶液、环己烷溶液、摩尔浓度为0.05~0.2mol/L的硫酸钠溶液按照体积比为:(4~8):(80~95):(0.1~3)混合均匀,再向混合液中加入重量百分比为3~8 wt%的十六烷基三甲基溴化铵1~12g,完全溶解后,制得硫酸钠反向微乳液;
(2). 配制由正戊醇、环己烷、硫酸钠、十六烷基三甲基溴化铵组成的氯化钙反向微乳液,其步骤为:将一定量的正戊醇溶液、环己烷溶液、摩尔浓度为0.05~0.2mol/L的硫酸钠溶液按照体积比为:(4~8):(80~95):(0.1~3) 混合均匀,再向混合液中加入重量百分比为3~8 wt%的十六烷基三甲基溴化铵1~12g,完全溶解后,制得氯化钙反向微乳液;
(3). 将步骤(1)制得的硫酸钠反向微乳液与步骤(2)制得的氯化钙反向微乳液混合,搅拌10~30分钟,得到透明均匀的混合微乳液;
(4). 将体积分数为4~12 vol.%的丙酮或乙醇2~30ml加入至上述混合微乳液中进行破乳反应,反应温度为20-60℃,超声1~20分钟;
(5). 将破乳后混合微乳液用离心机以4000~10000 rpm的转速离心分离,分离上层清液和下层沉淀物,所得下层沉淀物再用丙酮、乙醇依次进行超声清洗,清洗后再以4000~10000rpm的转速离心,分离上层清液和下层沉淀物,再将分离后的沉淀物置于65~150℃下干燥1-6小时,即得硫酸钙纳米线产物。
与现有技术相比,本发明方法具有的优点:
本发明方法制备工艺简单,采用连续方式生产,效率高,沉淀过程反应温度低,其反应温度低于100℃,成本低;该方法制备的硫酸钙纳米线具有较好的增溶能力,其单根长度约达到45微米,单根直径约达到40纳米,能满足市场需求。
附图说明
图1为本发明方法制备的硫酸钙纳米线低倍透射电子显微镜(TEM)图谱;
图2为本发明方法制备的硫酸钙纳米线高倍透射电子显微镜(TEM)图谱);
图3为本发明方法制备的硫酸钙纳米线X-射线粉末衍射仪(XRD)图谱。
具体实施方式
现将本发明的实例具体叙述于下文。
实施例:
一种低温条件下制备高长径比硫酸钙纳米线的方法,具体步骤为;
(1). 配制由正戊醇、环己烷、硫酸钠、十六烷基三甲基溴化铵组成的硫酸钠反向微乳液,其步骤为:将正戊醇溶液3.2ml、环己烷溶液38ml、摩尔浓度为0.1mol/L的硫酸钠溶液1ml混合均匀,再向混合液中加入十六烷基三甲基溴化铵2.1g,完全溶解后,制得硫酸钠反向微乳液;
(2). 配制由正戊醇、环己烷、硫酸钠、十六烷基三甲基溴化铵组成的氯化钙反向微乳液,其步骤为:将正戊醇溶液3.2ml、体积分数为92.2vol.%的环己烷溶液 38ml、摩尔浓度为0.1mol/L的氯化钙溶液1ml混合均匀,再向混合液中加入十六烷基三甲基溴化铵2.1g,完全溶解后,制得氯化钙反向微乳液;
(3). 将步骤(1)制得的硫酸钠反向微乳液与步骤(2)制得的氯化钙反向微乳液混合,搅拌10~30分钟,得到透明均匀的混合微乳液;
(4). 将体积分数为4~12 vol.%的丙酮溶液5 ml加入至上述混合微乳液中进行破乳反应,反应温度为20-40℃,超声3分钟;
(5). 将破乳后混合微乳液用离心机以8000 rpm的转速离心分离,分离上层清液和下层沉淀物,所得下层沉淀物再用丙酮、乙醇依次进行超声清洗,清洗后再以8000rpm的转速离心,分离上层清液和下层沉淀物,再将分离后的沉淀物置于80℃下干燥1-6小时,即得硫酸钙纳米线产物。
从图1和图2的(TEM)图看出,该硫酸钙纳米线单根长度约为45微米,单根直径约为40纳米;从图3的(XRD)图看出,该硫酸钙纳米线(XRD)图谱符合硫酸钙的标准图谱。
Claims (1)
1.一种低温条件下制备高长径比硫酸钙纳米线的方法,其特征在于,该方法的具体步骤为;
配制由正戊醇、环己烷、硫酸钠、十六烷基三甲基溴化铵组成的硫酸钠反向微乳液,其步骤为:将一定量的正戊醇溶液、环己烷溶液、摩尔浓度为0.05~0.2mol/L的硫酸钠溶液按照体积比为(4~8):(80~95):(0.1~3) 混合均匀,再向混合液中加入重量百分比为3~8wt%的十六烷基三甲基溴化铵1~12g,完全溶解后,制得硫酸钠反向微乳液;
配制由正戊醇、环己烷、硫酸钠、十六烷基三甲基溴化铵组成的氯化钙反向微乳液,其步骤为:将一定量的正戊醇溶液、环己烷溶液、摩尔浓度为0.05~0.2mol/L的硫酸钠溶液按照体积比为(4~8):(80~95):(0.1~3)混合均匀,再向混合液中加入重量百分比为3~8wt%的十六烷基三甲基溴化铵1~12g,完全溶解后,制得氯化钙反向微乳液;
将步骤(1)制得的硫酸钠反向微乳液与步骤(2)制得的氯化钙反向微乳液混合,搅拌10~30分钟,得到透明均匀的混合微乳液;
将体积分数为4~12 vol.%的丙酮或乙醇2~30ml加入至上述混合微乳液中进行破乳反应,反应温度为20-40℃,超声1~20分钟;
将破乳后混合微乳液用离心机以4000~10000 rpm的转速离心分离,分离上层清液和下层沉淀物,所得下层沉淀物再用丙酮、乙醇依次进行超声清洗,清洗后再以4000~10000rpm的转速离心,分离上层清液和下层沉淀物,再将分离后的沉淀物置于65~150℃下干燥1-6小时,即得硫酸钙纳米线产物。
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110835780A (zh) * | 2019-10-28 | 2020-02-25 | 昆明理工大学 | 一种反相微乳液体系中磷石膏制备纳米级α型半水硫酸钙晶须的方法 |
CN112011830A (zh) * | 2020-08-31 | 2020-12-01 | 湖北工业大学 | 一种室温制备无水硫酸钙纳米晶须方法 |
CN112876738A (zh) * | 2019-03-30 | 2021-06-01 | 厦门大学 | 一种高性能的硫酸钙晶须材料及制备工艺 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102839425A (zh) * | 2011-06-23 | 2012-12-26 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种硫酸钙晶须的合成方法 |
CN102965722A (zh) * | 2012-10-31 | 2013-03-13 | 铜陵市祥英锌业有限公司 | 副产硫酸钠水溶液微乳法生产晶须硫酸钙 |
-
2016
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Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102839425A (zh) * | 2011-06-23 | 2012-12-26 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种硫酸钙晶须的合成方法 |
CN102965722A (zh) * | 2012-10-31 | 2013-03-13 | 铜陵市祥英锌业有限公司 | 副产硫酸钠水溶液微乳法生产晶须硫酸钙 |
Non-Patent Citations (6)
Title |
---|
BAO KONG ET AL.: "Control of α‑Calcium Sulfate Hemihydrate Morphology Using Reverse Microemulsions", 《LANGMUIR》 * |
DAIBIN KUANG ET AL.: "Preparation of inorganic salts (CaCO3, BaCO3, CaSO4) nanowires in the Triton X-100/cyclohexane/water reverse micelles", 《JOURNAL OF CRYSTAL GROWTH》 * |
GARETH D.REES ET AL.: "Formation and Morphology of Calcium Sulfate Nanoparticles and Nanowires in Water-in-Oil Microemulsions", 《LANGMUIR》 * |
何杰: "《物理化学》", 29 February 2012 * |
杨继生: "《表面活性剂原理与应用》", 31 December 2012, 东南大学出版社 * |
董丽红: "《两亲分子在纳米技术领域中的应用》", 31 October 2013, 吉林大学出版社 * |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112876738A (zh) * | 2019-03-30 | 2021-06-01 | 厦门大学 | 一种高性能的硫酸钙晶须材料及制备工艺 |
CN112876738B (zh) * | 2019-03-30 | 2022-09-02 | 厦门大学 | 一种高性能的硫酸钙晶须材料及制备工艺 |
CN110835780A (zh) * | 2019-10-28 | 2020-02-25 | 昆明理工大学 | 一种反相微乳液体系中磷石膏制备纳米级α型半水硫酸钙晶须的方法 |
CN110835780B (zh) * | 2019-10-28 | 2021-11-09 | 昆明理工大学 | 一种反相微乳液体系中磷石膏制备纳米级α型半水硫酸钙晶须的方法 |
CN112011830A (zh) * | 2020-08-31 | 2020-12-01 | 湖北工业大学 | 一种室温制备无水硫酸钙纳米晶须方法 |
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