聚丙烯酸和聚苯乙烯磺酸钠调控制备多孔碳酸钙

doi:10.19964/j.issn.1006-4990.2022-0250

摘要/Abstract

摘要：

多孔碳酸钙微球是一种良好的新型缓释载体，在药物缓释、农药控释、涂层防护、橡胶抗老化等领域有广阔的应用前景，合成具有丰富纳米孔道的碳酸钙微球是实现缓释的关键。以氯化钙和碳酸钠为反应原料，选用聚丙烯酸（PAA）为表面活性剂、聚苯乙烯磺酸钠（PSS）为晶型调控剂，通过复分解法制备出球霰石型多孔碳酸钙微球。采用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、红外光谱仪、粒度分析仪、比表面及孔隙度分析仪、热重分析仪等手段对获得产物进行表征分析，并研究PAA、PSS浓度对碳酸钙微球形貌和晶型的影响。结果表明，在反应温度为80 ℃、搅拌速率为600 r/min、PAA和PSS的质量浓度分别为3.0 g/L和3.6 g/L时，可制备出粒径均一、形貌良好、孔隙率较大的多孔碳酸钙微球。

关键词: 聚丙烯酸, 聚苯乙烯磺酸钠, 多孔碳酸钙微球, 调控

Abstract:

Porous calcium carbonate microspheres are good new sustained-release carriers，which have broad application prospects in the fields of drug sustained-release，pesticide controlled release，coating protection，rubber anti-aging and so on.The synthesis of calcium carbonate microspheres with rich nanopores is the key to realize sustained-release.Calcium chloride and sodium carbonate as reaction materials，polyacrylic acid（PAA） as surfactant and polystyrene sodium sulfonate（PSS） as crystal regulator were applied to synthetize spherical calcium carbonate microspheres by double decomposition method.The products were characterized by scanning electron microscopy，transmission electron microscopy，infrared spectroscopy，particle size analysis，specific surface and porosity analysis，and thermogravimetric analysis.The effects of PAA and PSS concentration on the morphology and crystal shape of calcium carbonate microspheres were studied.The results showed that when the reaction temperature was 80 ℃ and the stirring rate was 600 r/min，the concentration of PAA and PSS were 3.0 g/L and 3.6 g/L，respectively，the porous calcium carbonate microspheres possessed uniform particle size.good morphology and large porosity.

Key words: polyacrylic acid, sodium polystyrene sulfonate, porous calcium carbonate microspheres, regulation

中图分类号:

TQ623.4

邓伟林,黄文柯,黄崇秋,曾杏彬. 聚丙烯酸和聚苯乙烯磺酸钠调控制备多孔碳酸钙[J]. 无机盐工业, 2023, 55(2): 67-72.

DENG Weilin,HUANG Wenke,HUANG Chongqiu,ZENG Xingbin. Regulatory preparation of porous calcium carbonate by polyacrylic acid and polystyrene sulfonate[J]. Inorganic Chemicals Industry, 2023, 55(2): 67-72.

图/表 11

图1

图2

图3

图4

图5

图6

图7

图8

图9

图10

图11

参考文献 18

1	张晓蕾，邱勇波.球霰石碳酸钙的制备及其稳定性研究[J].无机盐工业，2018，50（2）：46-49.
	ZHANG Xiaolei， QIU Yongbo.Study on synthesis and stability of vaterite calcium carbonate[J].Inorganic Chemicals Industry，2018，50（2）：46-49.
2	陈银霞，纪献兵.复分解法原位合成疏水球状球霰石纳米碳酸钙[J].无机盐工业，2014，46（4）：25-28.
	CHEN Yinxia， JI Xianbing.Synthesis in situ of nano-sized spherical vaterite CaCO₃ with hydrophobic properties by double decomposition method[J].Inorganic Chemicals Industry，2014，46（4）：25-28.
3	李军，鲁加·贝努瓦，苏玉忠，等.一种球霰石碳酸钙的制备方法：中国，107082442B[P].2014-08-13.
4	诸文超，胡徐哲，周忠诚，等.碳化法纳米碳酸钙的制备与表征[J].建材与装饰，2015（50）：129-130.
	ZHU Wenchao， HU Xuzhe， ZHOU Zhongcheng，et al.Preparation and characterization of nano calcium carbonate by carbonization [J].Construction Materials & Decoration，2015（50）：129-130.
5	Yan G W， Huang J H， Zhang J F，et al.Aggregation of hollow CaCO₃ spheres by calcite nanoflakes[J].Materials Research Bulletin，2007，43（8/9）：2069-2077
6	SHEN Qiang， WEI Hao， WANG Liancheng，et al.Crystallization and aggregation behaviors of calcium carbonate in the presence of poly（vinylpyrrolidone） and sodium dodecyl sulfate[J].The Journal of Physical Chemistry.B，2005，109（39）：18342-18347.
7	龚福忠，刘茂举，铁云飞.一种高纯度球霰石型碳酸钙微球的制备方法：中国，111517352A[P].2020-08-11.
8	蒋久信，胡元聪，胡成沛，等.一种以磺酸钠为晶型控制剂制备含球霰石相碳酸钙的方法：中国，108793219A[P].2019-03-22.
9	XIANG Yubin， HAN Jie， ZHANG Guilong，et al.Efficient synthesis of starch-regulated porous calcium carbonate microspheres as a carrier for slow-release herbicide[J].ACS Sustainable Chemistry & Engineering，2018，6（3）：3649-3658.
10	郑天文.碳酸钙微球的合成及其载药缓释性能研究[D].上海：华东理工大学，2017.
	ZHENG Tianwen.Synthesis of calcium carbonate microspheres and study on drug release properties[D].Shanghai：East China University of Science and Technology，2017.
11	李涛.填料絮聚体特性及PCC/CNF共絮聚增强性能研究[D].西安：陕西科技大学，2018.
	LI Tao.Characteristics of filler flocs and enhancement performance of PCC/CNF co-flocculation[D].Xi′an：Shaanxi University of Science & Technology，2018.
12	冉千平，黄荣华，马俊涛.低电荷密度的两性高分子絮凝剂絮凝机理初步探讨[J].高分子材料科学与工程，2003，19（2）：146-149.
	RAN Qianping， HUANG Ronghua， MA Juntao.A stusy of flocculation mechanism of amphoteric polymeric flocculant with low charge density[J].Polymeric Materials Science ＆ Engineering，2003，19（2）：146-149.
13	任丽英，徐衡，李倩倩，等.L-赖氨酸调控球霰石碳酸钙结晶研究[J].商丘师范学院学报，2021，37（9）：23-26.
	REN Liying， XU Heng， LI Qianqian，et al.Study on L-lysine controlling the crystallization of aragonite calcium carbonate[J].Journal of Shangqiu Normal University，2021，37（9）：23-26.
14	夏宏宇，张群，王刚，等.球形和橄榄形球霰石的简易制备研究[J].人工晶体学报，2015，44（6）：1701-1706.
	XIA Hongyu， ZHANG Qun， WANG Gang，et al.Study on facile fabrication of spherical and olivary vaterite[J].Journal of Synthetic Crystals，2015，44（6）：1701-1706.
15	杨正红.物理吸附100问[M].北京：化学工业出版社，2017.
16	MONSON P A.Understanding adsorption/desorption hysteresis for fluids in mesoporous materials using simple molecular models and classical density functional theory[J].Microporous and Meso- porous Materials，2012，160：47-66.
17	刘琬.多孔碳酸钙及以其为模板高分子吸附剂的制备[D].北京：华北电力大学，2017.
	LIU Wan.Fabrication of porous calcium carbonate and its application as A template for the preparation of polymeric adsorbent[D].Beijing：North China Electric Power University，2017.
18	华小雨，岳喜龙，朱炳龙，等.磁性介孔纳米复合材料制备及其对废水中Fe³⁺的吸附回收性能研究[J].能源环境保护，2022，36（1）：51-59.
	HUA Xiaoyu， YUE Xilong， ZHU Binglong，et al.Preparation of magnetic mesoporous nanocomposite and its adsorption and recovery performance of Fe³⁺ in wastewater[J].Energy Environmental Protection，2022，36（1）：51-59.

[1]	岳远隋, 成官文, 徐敏, 徐晓宇, 张振林, 农国武. 氯化铁溶液赤泥控碱作用及效果[J]. 无机盐工业, 2023, 55(11): 121-129.
[2]	谈瑛, 李崇裔, 余小光, 廖红光, 颜鑫. 双金属掺杂SBA-15催化合成双酚F及其同分异构体调控[J]. 无机盐工业, 2023, 55(11): 147-152.
[3]	蒋甜甜,许雪棠,王凡. 卤离子调控的镍钴基电极材料生长及电容影响研究[J]. 无机盐工业, 2022, 54(8): 66-73.
[4]	贺雷,朱干宇,郑光明,武文粉,张建波,李防,李会泉,陈雯. 湿法磷酸体系磷石膏结晶过程与机理研究[J]. 无机盐工业, 2022, 54(7): 110-116.
[5]	张靖,柯昌美,段国权,王静雯. 新型聚丙烯酸酯乳液对纳米氢氧化镁的改性研究[J]. 无机盐工业, 2021, 53(9): 35-39.
[6]	宋兆阳,贾立明,白红鑫,徐会青,刘全杰,杨阳. 非贵金属电解水催化剂改性研究进展[J]. 无机盐工业, 2021, 53(7): 36-43.
[7]	胡彩霞,胡辰鑫,彭剑龙,钟星. 以可溶性淀粉为晶型调控剂制备多孔球形碳酸钙[J]. 无机盐工业, 2021, 53(5): 51-55.
[8]	叶为辉,吕琪,龙长江. 高密度类球形碱式碳酸镍快速制备工艺研究[J]. 无机盐工业, 2021, 53(5): 69-72.
[9]	史苏琦,张守臣,张迪嘉,宁桂玲,叶俊伟. 钒酸铋晶面调控制备及其降解四环素类抗生素性能研究[J]. 无机盐工业, 2021, 53(11): 114-121.
[10]	许乃才,史丹丹,黎四霞. 介孔氧化铝的结构调控及除氟性能研究[J]. 无机盐工业, 2020, 52(6): 20-23.
[11]	廖雪峰, 陈菓, 刘钱钱, 常晓东, 张利波, 彭金辉. 二氧化钛相变研究现状[J]. 无机盐工业, 2016, 48(8): 6-.
[12]	陶箴奇1, 张志强1, 毕秋艳1, 牛辉哲1, 李小松2. 氯化锂与碳酸钠反应结晶制备碳酸锂的研究[J]. 无机盐工业, 2016, 48(11): 25-.
[13]	刘翠翠, 李梅, 胡艳宏, 柳召刚 . 聚苯乙烯磺酸钠调控制备球状碳酸铈颗粒研究[J]. 无机盐工业, 2012, 44(8): 13-.
[14]	赵毅. 聚丙烯酸钠澄清元明粉粗硝液的研究[J]. 无机盐工业, 2009, 0(6): 0-0.
[15]	董海波;杜志平;赵永红;周大鹏. SDS/聚丙烯酸钠改性纳米氢氧化镁性能研究[J]. 无机盐工业, 2009, 0(10): 0-0.

首页

全国无机盐信息中心

中国化工学会

无机酸碱盐专业委员会