[发明专利]一种纳米片状硫酸钙的制备方法

说明书

本发明公开了一种纳米片状硫酸钙的制备方法，该方法包含以下步骤：取丙三醇与乙二醇混合在60‑80℃下混合均匀，然后加入钙离子络合剂，继续搅拌至颗粒溶解，加入二水硫酸钙样品进行反应，反应结束后趁热进行固液分离，得到的固体干燥后制得纳米片状硫酸钙。本发明可利用二水硫酸钙或含二水硫酸钙的磷石膏、烟气脱硫石膏加入钙离子络合剂制备纳米片状硫酸钙，工艺简单，可操作强，具有废物利用，提高石膏副产的综合利用价值的优点；本发明的纳米片状硫酸钙具有各个维度均能达到纳米级别的特点，对促进磷石膏高附加值资源化利用具有重大意义。

技术领域

本发明涉及无机功能材料制备领域，特别是一种纳米片状硫酸钙的制备方法。

背景技术

纳米硫酸钙是一种功能性的无机粉体材料，具有普通粉体材料的轻质、胶凝好，隔声、隔热、阻燃等优良性能，具有韧性好、强度高、易进行表面处理、亲和力强等纳米材料的特性，它具有耐高温、抗化学腐蚀等优点，广泛引用与医药、造纸、环保、涂料等诸多领域。

随着工业副产的磷石膏堆放产生的环境污染问题显著，利用磷矿石湿法生产磷酸产生的磷石膏综合利用是一大难题，用工业副产石膏制备纳米硫酸钙提高工业废料附加值是一种变废为宝的有效途径，以期解决工业石膏渣的堆放及天然石膏资源短缺的问题。

纳米硫酸钙制备的方法中目前应用最多的是液相制备法，包括酸化法、水热法、乳液法等。在纳米硫酸钙制备方面，发明专利《一种醇-水混合体系中制备纳米硫酸钙以及硫酸钙晶须的方法》(授权号CN106745161B)公开了一种纳米硫酸钙以及硫酸钙晶须的制备方法，该方法采用钙盐水溶液加入硫酸根水溶液的方法制备纳米硫酸钙以及硫酸钙晶须。发明专利《一种制备和分离单分散的纳米α-半水硫酸钙的方法》(授权号CN105293557B)、博士论文《α-半水硫酸钙结构形貌调控介晶纳米颗粒钙离子控释》(陈巧珊，浙江大学，2019)公开了α-半水石膏(α-半水硫酸钙)介晶颗粒合成和超声辅助瓦解介晶颗粒，从而获得单分散的纳米α-半水石膏晶体的工艺方法。该方法获得的纳米硫酸钙为球状、六棱柱状。

Guan等利用氯化钙和硫酸、微乳液法直接合成了纳米α-半水石膏颗粒，粒径最小可达到50nm，采用表面活性剂十二烷基三甲基溴化铵和十二烷基磺酸钠进行制备(“Control of alpha-calcium sulfate hemihydrate morphology usingreversemicroemulsions”，Guan B.H.等，Langmuir 2012,28(40),14137-14142)。

发明专利《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》(公开号CN110835780A)公开了以磷石膏为原理，以脂肪伯类醇、表面活性剂及水构建反向微乳液反应体系，制备纳米硫酸钙晶须。

发明专利《一种基于磷石膏制备无水纳米硫酸钙的方法》(公开号CN110342560A)、发明专利《一种磷石膏废渣处理方法》(CN112110470A)、Gong shang等发表Preparationand Application in HDPE of Nano-CaSO4 from Phosphogypsum.(Gong等.,ACSSustainable ChemistryEngineering 2020,8(11),4511-4520)公开了一种基于磷石膏制备无水纳米硫酸钙的方法，该专利与本发明相比的不同之处在于：(1)该发明采用硫酸与硝酸促进磷石膏的溶解；(2)该方法需采用高压水热法进行，能耗高；(3)制备的纳米硫酸钙为正方体或长方体状。(4)制备方法中添加了表面活性剂十二烷基三甲基溴化铵。

目前，尚无利用二水硫酸钙或含二水硫酸钙的石膏制备纳米级薄片状硫酸钙的制备方法。

发明内容