六偏磷酸钠对碳酸钙矿化的影响.pdf

第24卷第12期
化学研究与应用
Vol 24. No. 12
2012年12月
Chemical Research and Application
Dec.,2012
文章编号:1004-1656(2012)12-1853-04
六偏磷酸钠对碳酸钙矿化的影响
吴刚',章守权,葛秀涛,吴霖生
滁州学院材料与化学工程学院,安微滁州239012)
摘要:常温下,在CaCl2与NaCO反应体系中加入一定量的六偏磷酸钠调控合成CaCO3晶体,用粉末XRD衍
射仪、F-R对合成的晶体进行了表征,用扫描电子显微镜观察分析了生成的CaCO3晶体的形貌,研究了六偏
酸钠浓度对CaCO3晶型和形状的影响。研究表明:在水体系中,CaCl2与NaCO3反应生成CaCO3晶体,当加
人六偏酸钠的量小于50mg时,得到的是纯的方解石晶型,当加入六偏磔酸钠的量大于80mg时,得到的是
方解石和球石的混合体,随着六偏磷酸钠量的增加,生成的球役石晶体增多,实验结果说明六偏磷酸钠对球
仮石晶体有一定的稳定作用。
关词:六偏磷酸钠;方解石;球筱石;碳酸钙
中图分类号:0611.4文献标识码:A
Research on crystal morphology and shape of Caco; adjusted
by sodium hexametaphosphate
WU Gang, ZHANG Shou-quan, GE Xiu-ta0, WU Lin-sheng
(College of Material and Chemical Engineering, Chu Zhou University, Chu Zhou 239012, China
Abstract: Under atmo pheric temperature and room temperature, a certain amount of sodium hexametaphosphate was added into the
l o f m a m m w a i e mxu uton w h stirring. The
products were characterized by X-ray diffraction and FT-IR spectroscopy. The shape was observed by scanning electron microsc-
py. The results indicated that sodium hexametaphosphate played important roles in the morphology and polymorph of calcium car-
bonate. With the concentration increasing of sodium hexametaphosphate mixure crystals with globule-like shape of vaterite were b-
tained in adit on o cu -l ke calite This result suggests that sodium hexametaphosphate can stabilize vaterite crystals.
Key words: sodium hexametaphosphate; calcite; vaterite; calcium carbonate
生物组织中的CaCO3具有多种晶型和复杂的球霰石是最不稳定的,文石的稳定性介于两者之
形态,这些碳酸钙不仅在结构与支持上具有惊人间。在生物矿物中经常发现有文石和方解石的存
的机械力学性能,而且还有很多重要的生物功在,具有结构功能和光学等性能,是生物体硬组织
能リ。它们是由少量的生物有机质和碳酸钙组成中的主要无机成份之一。研究发现,在常温下
的杂化材料,晶体形状和晶型由生物体中的生物没有添加剂时,碳酸钙一般以最稳定的方解石型
质调节。CaCOっ主要有三种晶型:方解石,文石和存在,但是研究发现有许多因素会影响CaCO3
球骸石2,方解石是CaCO3晶体最稳定的晶型,晶体的晶型和形状,在有其他添加剂存在的情况
收稿日期:2012-05-22;修回日期:2012-08-16
甚金项目:安徴省应用化学重点建设学科(教高200802187c);安徽省化学工程与工艺教学团队(教高20101035
联系人简介;吴刚(1963-),男,副教授,主要从事生物无机化学和配位化学研究。E-mail:wugangczu@163.com
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化学研究与应用
第24卷
下CaC03往往会以方解石以外的其他晶型存在,
或以几种晶型的混晶形式出现,并且其微粒形貌2结果和讨论
也会有所不同?。如阴离子表面活性剂和氨基酸
常被广泛的被用来研究控制CaCO3晶体的形状、2.1XRD分析
晶型和生长行为?,还有许多合成添加剂和羧酸
由文献知道,没有添加剂的存在时,合成的碳
化合物也被用来调节CaCO3的结晶]。
酸钙以最稳定的块状方解石型存在?],因此没有
六偏磷酸钠为透明玻璃片状或白色粉状晶加六偏磷酸钠合成实验没有做。图1为制备的
体,吸湿性较强,易溶于水;在水中溶解度较大,在CaCO3晶体的粉末X-射线行射图(XRD),图中C、
工业上有广泛的用途。如对某些金属离子(钙、镁V分别代表方解石和球筱石。图1中样品1,2,3
等)有生成可溶性配合物的能力,因此被广泛地用是在通常条件下在纯水中合成的,合成加人的六
来软化水,如用作发电站、机车车辆,锅炉及化肥偏礫酸钠的量分别是50,80,100mg(8mL水中
厂冷却水处理的高效软水剂;具有润湿作用,被用1的XRD粉末X-射线衍射图说明生成的CaCO3
作洗涤剂的助剂;在食品工业中被用作防腐剂,稳晶体晶型为纯的方解石型;当六偏磷酸钠为80mg
定剂;在石油工业中,用于钴控管的防锈和控制石时,为方解石和球霰石的混合体;当六偏磷酸钠为
油钴进时调节泥浆的粘度;在建筑业上,用于制造100mg时,也是方解石和球筱石的混合体,但是两
水处理剂,水泥硬化促进剂;在金属加工中,用做者中方解石和球霰石的含量不同。根据公式
金属表面处理剂及润湿剂,还有许多其他用途,在dW/I"0=7.691(X/X、)り计算,80mg(样品2)
这些使用过程中,六偏磷酸钠被大量的排放到水时方解石的物质的量含量是38.97%,球微石的的
体中,使水富营养化,对环境造成影响,但是其对含量是61.03%;100mg(样品3)时方解石的物质
水体生物的生物矿化有没有影响,没有见诸报道的量含量是23.32%,球徴石的含量是76.68%,这
和研究,因此本文选择六偏磷酸钠,研究在水体里((104晶面的行射角2B是29.8°),、(?
中,其对CaC03晶型和形状的影响。
(110晶面的行射角26是25°)分别代表方解石
(104)晶面、球霰石(110)晶面的衍射峰强度。由
1实验部分
此可见,随着六偏磷酸钠量的增加,球霰石的含量
随之增加。
1实验药品和仪器
Na2CO3(分析纯),CaC2·2H2O(分析纯),六
偏磷酸钠(分析纯),实验用水是超纯水。
粉末X-衍射所用的是 Buker公司D8AD
VANCE X-射线行射仪,在40kV和40mA条件下
进行,20扫描范围为20-70°;样品形貌观察使用的
是 JEOL JSM560OLV扫描电子显微镜;红外光谱

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