环保型改性纳米碳酸钙降滤失剂的合成与性能评价

纳米碳酸钙在钻井液中具有降滤失及封堵作用、且环保,但分散性差、易团聚,导致效果不理想。使用硅烷偶联剂对纳米碳酸钙进行表面改性,再通过自由基共聚法将抗温、抗盐单体接枝到改性纳米碳酸钙表面,得到改性纳米碳酸钙降滤失剂SDNPJ-2,采用红外光谱(FTIR)、热重分析进行表征,同时对比评价其综合性能,通过对膨润土基浆粒径、zeta电位分析,滤饼扫描电镜(SEM)分析,考察SDNPJ-2在黏土颗粒上的吸附特征,研究改性纳米碳酸钙降滤失剂在水基钻井液中的降滤失机制。结果表明:SDNPJ-2可抗230℃高温;1%SDNPJ-2可分别使4%膨润土基浆、25%盐水基浆、10%CaCl_(2)基浆150℃/(16 h)老化后的API滤失量降低70%、89%和85%,可抗氯化钠250000 mg/L、抗氯化钙100000 mg/L,降滤失效果优于国外同类目前最优产品Driscal D;生化需氧量(BOD_(5))为558 mg/L、BOD_(5)/COD(化学需氧量)达22.6%,可生物降解;SDNPJ-2通过酰胺基团吸附于黏土表面、改善其分散性,优化体系粒径级配、通过物理堆积有效封堵滤饼和地层孔隙,两方面协同达到优良的降滤失效果。

立方形纳米碳酸钙改性及其在油墨中的应用

纳米碳酸钙作为添加剂可以提升油墨的光泽、改善填料的分散性和降低生产成本。本研究以立方形纳米碳酸钙(CNCC)为原料,硬脂酸钠(SS)和棕榈酸(PA)为复合改性剂(SS/PA),采用湿法制备了油墨用改性纳米碳酸钙(SS/PA/CNCC)。考察了SS/PA复配比例、添加量、反应温度等因素对SS/PA/CNCC性能的影响,当SS/PA复配比例为1∶1、质量分数为3%、反应温度为70℃时,SS/PA/CNCC平均粒径为60 nm、吸油值为35 g/100 g,满足油墨填料使用要求。采用扫描电镜(SEM)、红外光谱(FT-IR)分析和热失重(TG)分析等表征手段,对SS/PA改性纳米碳酸钙微观形貌进行分析表征。上述SS/PA/CNCC应用在油墨中,当SS/PA/CNCC在油墨中添加9份时,油墨细度为12.5μm、流动度为32 mm、光泽度为64.5 GU,所制备的油墨性能良好。

改性碳酸钙与还原型纳米纤维素对老化纸张脱酸和增强效果的研究

纸质档案保护的重点在于缓解存储过程中酸化老化对纸张带来的伤害,以延长档案的保存寿命。研究首次采用氨丙基改性碳酸钙与还原型纳米纤维素(rCNFs)保护液,分次喷涂于老化纸张表面对其进行脱酸和增强处理。结果表明,经改性碳酸钙和rCNFs处理后的纸样pH值可达8.31,碱储达0.806 mol/kg,抗张强度增加42.21%,纸样白度有一定提升,视觉效果不受影响。经对比实验发现,改性碳酸钙与r CNFs保护液具有优良的脱酸和增强效果,可作为纸质档案保护的一种新方法,具有潜在的应用价值。

硬脂酸改性纳米碳酸钙表面研究

为了改善纳米碳酸钙(nano-CaCO_(3))在基体中的分散情况,采用硬脂酸对nano-CaCO_(3)表面进行改性,通过改变硬脂酸用量、反应温度、反应时间、浆料质量浓度,测定反应前后nano-Ca CO_(3)的活化度和吸油值,进而确定最佳反应条件。结果表明:硬脂酸可以改性nano-Ca CO_(3),其最好的改性条件为硬脂酸质量分数4%,浆料质量浓度90g·L^(-1),反应温度为60~80℃,反应时间为50~60min。红外光谱显示硬脂酸与nano-CaCO_(3)之间形成了牢固的化学键,扫描电镜观察到用硬脂酸处理过的nano-CaCO_(3)可减少在基体中团聚,有助于其在基体中分散。

纳米碳酸钙对脱醇型RTV-1硅橡胶“返粗”的影响

通过实验模拟了脱醇型单组分室温硫化 (RTV-1 )硅橡胶的“返粗”现象,采用热失重分析仪、扫描电子显微镜、电感耦合等离子体光谱仪等对“返粗”硅橡胶进行分析,探究了纳米碳酸钙对硅橡胶“返粗”的影响。结果表明,“返粗”脱醇型RTV-1硅橡胶的起粒部分存在镁元素富集的现象,其以脂肪酸镁的形式存在。甲醇是硅橡胶“返粗”的主因,缺少甲醇无法发生“返粗”,而脂肪酸镁具有加快甲醇富集的作用,会导致“返粗”更快出现和更严重。脂肪酸镁在纳米碳酸钙的表面处理中形成,纳米碳酸钙悬浮液液相中镁离子含量越高,其形成的脂肪酸镁越多,硅橡胶“返粗”现象越严重。纳米碳酸钙表面处理剂中常见的脂肪酸对应的镁盐均可以加快“返粗”现象的出现,且“返粗”的程度与脂肪酸镁在甲醇中的溶解度有关,其在甲醇中的溶解度越高,对应的“返粗”情况更严重。

氯盐侵蚀作用下纳米碳酸钙对海砂混凝土结合氯离子性能的影响

考虑氯盐侵蚀时间和纳米碳酸钙(NC)的影响,研究了氯盐侵蚀作用下海砂混凝土结合氯离子性能。结果表明:随氯盐侵蚀时间增加,海砂混凝土中自由氯离子含量和结合氯离子含量均逐渐增加,掺入NC能够进一步提高海砂混凝土中结合氯离子含量;随氯盐侵蚀时间增加,海砂混凝土中Friedel's盐和水化硅酸钙(C-S-H)含量及C-S-H中钙硅物质的量比(Ca/Si比)逐渐提高;氯盐侵蚀14 d,掺NC海砂混凝土中Friedel's盐含量明显下降,其中掺1%NC使Friedel's盐含量减少最明显;海砂混凝土中掺入NC越多,C-S-H含量及C-S-H中Ca/Si比增大越明显,这有助于海砂混凝土中物理吸附氯离子。

纳米四氧化三铁对微生物诱导碳酸钙沉淀的作用效果与机理研究

微生物诱导碳酸钙沉淀(MICP)是环境岩土工程领域一项新型的土体加固技术。微生物的生长及活性会受到外部磁场的影响,改变MICP中碳酸钙的晶型晶貌及沉淀方式,从而对碳酸钙的胶结性能产生影响。采用纳米四氧化三铁(Nano-Fe_(3)O_(4)),设计了Nano-Fe_(3)O_(4)作用下的微生物诱导碳酸钙沉淀的水溶液及MICP砂土固化试验,对比分析了Nano-Fe_(3)O_(4)含量对微生物诱导生成的碳酸钙晶体含量(CCC)、类型、比例以及MICP固化砂土力学强度等参数的影响规律,并结合扫描电镜(SEM)试验分析了溶液环境及砂柱中碳酸钙的微观形貌特征,系统归纳了Nano-Fe_(3)O_(4)对MICP的作用效果及机制。结果表明:(1)Nano-Fe_(3)O_(4)能够有效改善细菌的新陈代谢性能,显著提高细菌OD_(600)及脲酶活性;(2)溶液环境中,MICP产生的碳酸钙晶体类型以球霰石为主,含少量方解石,且Nano-Fe_(3)O_(4)含量增加能够促进球霰石的生成及增大MICP沉淀物中稳定相碳酸钙所占的比例;(3)Nano-Fe_(3)O_(4)可以显著提高MICP固化砂土的无侧限抗压强度和CCC;(4)SEM分析结果表明,溶液环境中,碳酸钙晶体以球型堆积为主,MICP固化砂柱中碳酸钙晶型随Nano-Fe_(3)O_(4)含量的增加逐渐呈菱柱状堆积。

纳米碳酸钙表面改性沸石对模拟蔗汁中酚酸的吸附性能

目的:探讨纳米碳酸钙改性沸石(CaCO_(3)@ZL)对模拟蔗汁中酚酸的吸附性能及其机理。方法:以沸石(ZL)为支撑骨架,通过共沉淀法在沸石表面负载纳米碳酸钙制备纳米碳酸钙改性沸石(CaCO_(3)@ZL)并用于模拟蔗汁中酚酸的吸附。利用X-衍射(XRD)和红外光谱(FTIR)对改性前后的沸石进行表征,通过静态吸附试验和动力学模型拟合研究CaCO_(3)@ZL对酚酸的吸附特性。结果:改性过程成功地在沸石表面负载纳米碳酸钙制备出CaCO_(3)@ZL。CaCO_(3)@ZL相对于未改性的ZL对酚酸的吸附量提高了40.34%,在600 min达到吸附平衡;CaCO_(3)@ZL对酚酸的吸附过程符合Freundlich等温吸附模型和准二级吸附动力学模型,经过5次再生后CaCO_(3)@ZL对酚酸仍可以保持初次吸附量的80.39%。结论:CaCO_(3)@ZL对模拟蔗汁的吸附过程速率主要为多分子层吸附和化学吸附控制,CaCO_(3)@ZL具有良好的再生性能,可用于蔗汁中酚酸的去除。

多种晶型纳米碳酸钙制备及生长机理的研究进展

纳米碳酸钙作为一种通用材料,具有广泛的应用前景和市场需求,近年来备受关注。然而,由于纳米碳酸钙晶型的多样性,导致其在不同领域具备不同的应用潜力。因此,对不同晶型纳米碳酸钙的制备方法、生长影响因素及形成机制进行了深入研究,并且有目标地制备特定晶型产品已成为当前研究的焦点。首先概述了纳米碳酸钙结构,并总结了两种常见制备方法的优缺点和机理;其次重点阐述了晶型控制剂和制备工艺对纳米碳酸钙晶型调控方面的研究进展,并介绍了两种反应器能够增强溶液间微观混合效果,从而大幅提高整体反应效率;最后综述了纳米碳酸钙结晶过程同时受晶体成核和晶体生长共同控制。通过研究这两个结晶过程可以更好地理解内在机理,最终实现晶型和形貌的精确调控。

球形纳米碳酸钙的研究应用

球形纳米碳酸钙具有优异的分散性、流动性和反应活性,在新材料和大健康等领域展现出良好的发展潜力,但其合成与应用还面临诸多挑战,商品化和产业化发展滞后。本文论述了球形纳米碳酸钙的结构特征、合成方法与工艺,探讨了不同工艺方法的技术优势和发展瓶颈。最后,总结球形纳米碳酸钙在聚合物改性增韧、新材料制备、靶向医药担载等方面的应用进展,并对其亟待解决的问题进行分析。

有机硅密封胶用纳米碳酸钙的电阻率研究

通过碳化法合成纳米碳酸钙(NCC),考察了原料产地、晶形控制剂、表面处理剂种类及用量、工艺水质等对纳米钙电阻率的影响。研究结果表明:表面处理剂种类及用量对纳米钙电阻率的影响最为显著,原料产地次之,晶型控制剂和工艺水质影响较小。这是因为纳米钙颗粒吸附或夹杂的离子种类及浓度是影响纳米钙电阻率的主要因素。影响机理是:在电场作用下,由工艺引入的Na+、OH-通过纳米钙颗粒间形成的毛细管定向迁移和输送,发生贯通材料基体的离子隧穿,较高的浓度和摩尔电导率加剧了纳米钙电阻率的衰减;由原料引入Mg^(2+)、Fe^(2+)、Ca^(2+)以及CO_(3)^(2-)等离子浓度低,难以发生离子隧穿,只能溶解于微量自由水形成分布稀疏的“盐池”,依靠相互连接而迁移导电,对电阻率的影响较小。

低温碳化法制备高分散性纳米碳酸钙的研究

以石灰石为原料,采用低温碳化法制备了高分散性纳米碳酸钙。通过XRD、SEM、TEM等对纳米碳酸钙样品进行表征,考察了浆料比、碳化温度、CO_(2)通气速率、陈化时间、晶型控制剂对纳米碳酸钙粒径和分散程度的影响。研究结果表明,制备纳米碳酸钙的最佳工艺条件为:浆料比为5%,碳化温度为15℃,CO_(2)通气速率为200 mL/min,陈化时间2 h,并选用ZnCl_(2)为添加剂。在此条件下,制得晶粒尺寸为25~35 nm、分布均匀的立方体状纳米碳酸钙。结合Materials Studio对纳米碳酸钙的生长机理进行了分析,结果表明:碳酸钙的(104)和(116)2个晶面具有热力学稳定性,最终会成为顽强显露的晶面,促使生成立方体型纳米碳酸钙。

纳米碳酸钙改性沥青及其混合料老化性能试验研究

为改善沥青混合料的高温稳定性、低温抗裂性及抗老化性能,本文以纳米碳酸钙为改性剂制备改性沥青,以针入度、针入度指数、运动黏度等试验指标确定了纳米碳酸钙改性沥青的最佳掺量及工艺参数,利用热重分析法对纳米碳酸钙改性沥青的高温稳定性、抗老化性能进行研究,通过车辙试验、半圆弯曲试验探究了不同老化周期下改性沥青混合料的路用性能。试验结果表明,纳米碳酸钙的掺量为3%时,其感温性能最优;纳米碳酸钙改性沥青的高温稳定性和耐老化性均优于70~#沥青;不同老化周期的纳米碳酸钙改性沥青混合料的抗车辙性能、抗弯拉性能均优于70~#道路石油沥青。

纳米碳酸钙生产项目环境影响分析实例

纳米碳酸钙是一种优良的填料,广泛应用于塑料、造纸、涂料、化学建材等行业。研究了以石灰石、无烟煤为主要原料煅烧生产氧化钙,碳化法生产纳米碳酸钙项目,在工程分析基础上,确定了该项目生产过程中主要产排污点及主要污染物,并依据相关环保政策及技术要求,提出了相应可行的环境污染防治措施,所有污染物均可实现达标排放及妥善处理处置,并提出了相关的建议。

纳米SiO_(2)和碳酸钙晶须制备水泥基材料性能试验

采用纳米SiO_(2)和碳酸钙晶须制备水泥基材料,利用SEM、XRD和TG-DSC等技术手段对水泥基材料的水化产物、微观结构和热稳定性等进行有效表征,并试验研究了双掺0%、1%、2%、3%、5%、10%的碳酸钙晶须和1%纳米SiO_(2)保温水泥砂浆的力学性能和导热性能。研究结果表明:纳米-毫米两种尺度材料掺入水泥浆内部后,纳米SiO_(2)与水泥水化产物Ca(OH)_(2)晶体发生二次水化反应,生成C-S-H凝胶体,有效地填充水泥基体孔隙、细化水泥基内部孔径尺寸,碳酸钙晶须具备纤维和微粒双重作用,可以在水泥基中产生纤维的桥联效应,两者材料结合起来,可在水泥基内部形成密实网状絮凝结构;纳米SiO_(2)和碳酸钙晶须掺入后可以提高砂浆的强度,3%碳酸钙晶须和1%纳米SiO_(2)配制的保温水泥砂浆抗压和抗折强度分别为25.6 MPa和6.19 MPa,导热系数为0.4567 W/(m·K),强度和导热性能兼顾。

碳酸钙纳米给药系统在肿瘤治疗中的应用

碳酸钙具有成本低廉、毒副作用低等优点,在构建纳米给药系统中具有极大的优势。文章围绕肿瘤治疗的应用需求,分别从碳酸钙纳米粒的优势、碳酸钙纳米粒的制备和递送不同类型肿瘤药物的碳酸钙纳米给药系统等3个方面进行综述,总结了纳米给药系统面临的困境和未来的研究方向。

纳米碳酸钙改性聚丙烯的性能与增韧机理

为了应对聚丙烯(PP)普遍存在的韧性不足的缺点,研究了纳米碳酸钙(nano-CaCO_(3))对PP力学性能、结晶行为和微观结构的影响,并探讨了nano-CaCO_(3)对PP的增韧机理。结果表明:nano-CaCO_(3)对PP具有良好的增韧效果,当w(nano-CaCO_(3))为35%时,复合材料的室温(23℃)冲击强度最大,为2.43 kJ/m^(2),较纯PP提高了26.4%,但nano-CaCO_(3)含量较高时,复合材料的冲击强度急剧下降。通过透射电子显微镜发现,高填充的纳米颗粒在PP基体中发生团聚,在应力作用下刚性填料与基体界面出现应力集中和剥离,破坏了原有纳米颗粒的增韧效果。

金属硫蛋白联合纳米碳酸钙治疗铅中毒患儿对其智力及血清IgE、IGF-1的影响

目的观察金属硫蛋白(MT)联合纳米碳酸钙治疗铅中毒患儿对其智力及血清免疫球蛋白E(IgE)、胰岛素生长因子1(IGF-1)的影响。方法收集2020年10月—2022年11月河北省儿童医院儿童保健科收治的铅中毒患儿107例的临床资料。根据随机数字表法分为常规组(MT治疗)53例与研究组(MT联合纳米碳酸钙)54例。比较2组临床疗效及不良反应,检测治疗前后智力Gesell评分、实验室指标、肝肾功能指标。结果治疗后,研究组总有效率显著高于常规组(94.44%vs.79.25%,χ^(2)/P=5.434/0.020);2组患儿适应性、大运动、精细动作、语言及个人—社交评分均较治疗前增高,且研究组Gesell各项评分均显著高于常规组(t/P=5.708/<0.001、9.935/<0.001、4.931/<0.001、3.573/0.001、5.750/<0.001);2组血铅、IgE水平均较治疗前降低,血红蛋白、IGF-1水平均较治疗前增高,且研究组上述指标降低/增高程度均大于常规组(t/P=8.908/<0.001、29.612/<0.001、5.165/<0.001、10.613/<0.001)。2组治疗前后肝肾功能指标ALT、AST、SCr及BUN水平比较差异无统计学意义(P>0.05)。2组不良反应比较差异无统计学意义(P>0.05)。结论MT联合纳米碳酸钙治疗铅中毒患儿效果显著,可提高患儿智力水平,改善血清IgE、IGF-1水平,促进铅排放,且具有一定安全性。

纳米碳酸钙——生产、改性和应用

碳酸钙原料来源丰富、易合成、稳定性高,具有良好的生物相容性和生物可降解性,而纳米粒径又赋予其表面效应、小尺寸效应以及宏观量子隧道效应,使纳米碳酸钙成为目前生产和使用量最大的纳米材料。本文首先概述了纳米碳酸钙的生产状况,并将国内多家企业的纳米碳酸钙生产工艺与日本白石工业株式会社进行了对比分析;其次阐述了纳米碳酸钙表面改性的必要性,并详细论述了不同表面改性方法的改性原理和工艺,介绍了纳米碳酸钙在介质中的分散方法;最后综述了纳米碳酸钙在复合材料、建筑、化工、能源、生物医药等多领域中的研究与应用现状,以期为相关行业的发展提供参考和借鉴。

纳米碳酸钙改性效果的影响因素及评价方法

作为一种粉体材料,改性后的纳米碳酸钙常用于橡胶、造纸、涂料、医药等各个领域。各种应用对纳米碳酸钙的改性效果要求不尽相同。因此,本文从纳米碳酸钙改性效果的角度出发,分析并介绍了纳米碳酸钙的改性工艺和改性剂这两种主要影响因素,归纳了这些影响因素的特点、优缺点及改性机理。此外,本文还介绍了一些常用的评价方法,叙述了相关的影响因素及检测手段。在此基础上,本文还对纳米碳酸钙改性的发展趋势进行了展望,希望能对本领域的从业者有所帮助。