[发明专利]一种纳米活性碳酸钙的制备方法

说明书

本发明涉及一种碳酸钙的制备方法，具体涉及一种纳米活性碳酸钙的制备方法。本发明首先将活性炭制成浆液，在弱碱性环境下，使多巴胺吸附于活性炭孔隙结构中，在水中溶解氧作用下多巴胺发生氧化自聚反应在孔隙结构中形成三维网状结构，再利用预处理后的活性炭浆液负载枝状地衣培养得到的微生物，将负载了微生物的活性炭加入氯化钙溶液中，利用微生物细胞表面带有负电荷的有机质与溶液中的钙离子螯合，同时微生物呼吸作用不断产生二氧化碳，使微生物周围溶液中的碳酸根离子浓度不断增加，导致活性炭孔隙中碳酸根离子和钙离子浓度增加，两者结合成碳酸钙晶体沉淀析出并被活性炭吸附，再经煅烧除去活性炭，并经硅烷偶联剂活化处理制得纳米活性碳酸钙。

技术领域

本发明涉及一种碳酸钙的制备方法，具体涉及一种纳米活性碳酸钙的制备方法。

背景技术

超细活性碳酸钙为白色细粉，无臭、无味、无毒、具有憎水性，在大气中稳定，对天然胶和多种合成胶具有补强效能。如现有生产的505型超细活性碳酸钙，主要技术指标均达到或超过半补强炭黑，对比配方实验表明，其扯断强力可达260kg/cm²，性能优于半补强炭黑（240kg/cm²）。在橡胶制品配方中，可取代部分半补强炭黑、白炭黑、立德粉等，目前，已广泛应用于橡胶管、带、轮胎油皮、垫带、内胎、胶鞋、电缆等各类橡胶制品配方中。

目前大多采用的超细活性碳酸钙的生产方法主要有一（两）步碳化法和连续喷雾多段碳化法，其中，一（两）步碳化法是目前主要采用的方法，此法设备简单，技术要求不高，但碳化中碳酸钙晶型生长不易控制，产品一次成型颗粒大，并且在反应中易产生包裹现象，导致最终产品返碱，影响产品质量，且生产的超细碳酸钙在使用过程中，只能起到增容、增重作用，并不能与高聚物，如橡胶、塑料等有机物质发生化学交联络合作用，因此使用范围受到限制；而连续喷雾多段碳化法相比而言，晶体形状和粒度更易控制，但由于设备管路复杂，技术含量高，磨损大等因素的影响，目前应用较少。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是：针对传统所用一步炭化法制备的超细活性碳酸钙晶型生长不易控制，产品一次成型颗粒大，并且反应中易产生包裹现象的问题，

提供了一种纳米活性碳酸钙的制备方法。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

（1）将粉状活性炭与去离子水混合，并调节pH至9.2～9.6，再加入多巴胺改性后，调节pH至中性，制得含多巴胺改性的活性炭浆液，再将枝状地衣研磨后涂布于固体培养基表面，进行恒温培养，培养后用去离子水淋洗培养基表面，制得菌丝悬浮液；

（2）将含多巴胺改性的活性炭浆液与菌丝悬浮液搅拌混合、静置和过滤，得负载微生物的活性炭，再将负载微生物的活性炭与氯化钙溶液、分散剂及营养源混合搅拌反应后，过滤、干燥、煅烧得纳米碳酸钙，再经活化，即得纳米活性碳酸钙。

本发明的有益效果是：

（1）本发明利用多巴胺在弱碱性环境下，与水中溶解氧反应，发生氧化自聚，在活性炭的孔隙结构中形成三维网状结构，提高活性炭对微生物的吸附负载能力，从而达到使溶液中局部碳酸钙离子浓度增大的效果，并将螯合的钙离子沉淀；

（2）本发明在反应体系中，钙离子和碳酸根离子聚集在微生物周围，整个反应处于活性炭的孔隙结构中，一旦生成碳酸钙晶体即可立即被多巴胺改性的活性炭吸附，避免碳酸钙晶体的进一步长大及团聚，从而使产品达到纳米级，产品粒径分布范围为20～80nm；

（3）本发明利用多巴胺提高活性炭吸附性能，并以改性后的活性炭为载体，反应结束后经煅烧即可去除，不会影响产品纯度，产品纯度可达99%以上。

具体实施方式