Poreux carbonate de calcium Les particules de (CaCO3) suscitent un intérêt croissant pour leur utilisation en chromatographie, pour le chargement de biomolécules et pour la libération de produits pharmaceutiques. Elles sont également utilisées dans les minéraux biomimétiques et la construction de surfaces superhydrophobes.
Préparation Technologie des pores Carbonate de calcium
La méthode du modèle est devenue l’approche principale pour la préparation de matériaux poreux. carbonate de calcium.
Des tensioactifs, des polymères et des composants végétaux naturels sont utilisés comme modèles. Grâce aux progrès de la recherche, des méthodes telles que la coprécipitation, l'émulsion membranaire et les méthodes par solvant/hydrothermie ont été développées. Ces méthodes enrichissent considérablement les techniques de préparation.
Parmi les différentes techniques de préparation, la méthode du modèle est couramment utilisée et bien établie. Le principe principal consiste à enrober le modèle choisi de carbonate de calcium, formant ainsi une structure cœur-coquille. Le modèle est ensuite éliminé par dissolution dans un solvant, calcination à haute température ou chimique réactions. Ce processus produit des particules structurées creuses.
La méthode des modèles se divise principalement en deux catégories : souple et rigide, la méthode souple étant prédominante dans la préparation du carbonate de calcium poreux. Elle utilise des tensioactifs et des solvants organiques de faible poids moléculaire, ainsi que des composés organiques ou des polymères de haut poids moléculaire comme modèles.
Le carbonate de calcium poreux préparé par la méthode du gabarit souple présente généralement une forme cubique ou sphérique. Ces particules contiennent souvent des structures en trou de ver, et leur surface peut contenir de faibles quantités d'agents gabarits ou de produits de décomposition.
Carbonate de calcium Technologie de contrôle des pores et de la morphologie
Lors de la préparation de particules de CaCO3 poreuses, l'accent est mis sur le contrôle de la morphologie et les mécanismes de nucléation. Ce contrôle est principalement assuré par des tensioactifs, le procédé de production jouant également un rôle clé. Il existe différents tensioactifs, notamment de petites molécules comme l'acide L-aspartique anionique. Le plus souvent, on utilise des additifs à base de polymères, tels que le polystyrène sulfonate anionique (PSS), l'alcool polyvinylique non ionique (PVA), le polyacrylamide (PAM) et le polyoxyde d'éthylène (PEO). On utilise également des copolymères blocs amphiphiles (DHBC) et des systèmes tensioactifs bicomposants, comme le complexe SDS et le mélange de copolymères triblocs PEO-PPO-PEO.
Domaines d'application du carbonate de calcium poreux
Les applications du carbonate de calcium poreux dépendent principalement de sa structure et de sa forme cristalline.
L’étude de ses méthodes et mécanismes de préparation est donc devenue un sujet brûlant dans son développement.
Pharmaceutique Transporteur
Le carbonate de calcium poreux peut servir de vecteur médicamenteux, offrant une capacité de charge élevée et une bonne libération prolongée. Enrobé d'une enveloppe réactive, il peut prévenir la libération soudaine de pesticides et améliorer la réactivité du système d'administration. Il en résulte un système aux propriétés de libération contrôlée multi-réactives.
Matériaux de batterie
Des chercheurs ont d'abord utilisé du carbonate de calcium nanométrique comme additif électrolytique solide dans les batteries lithium métal. Il lie les sous-produits comme le HF dans l'électrolyte, supprimant ainsi l'acidité et formant une couche SEI plus dense et plus robuste. Les ions Ca2+ libérés dans l'EC/DEC peuvent s'adsorber sur la surface métallique, créant ainsi un effet de protection électrostatique.
Matières plastiques
Le carbonate de calcium poreux a de multiples applications dans les plastiques. D'une part, il sert de charge pour améliorer les propriétés mécaniques et optiques. D'autre part, il agit comme agent de nucléation pour améliorer l'aptitude à la mise en œuvre.
Matériau d'adsorption
La surface spécifique élevée et la porosité du carbonate de calcium poreux lui confèrent d'excellentes propriétés d'adsorption. Une institution a inventé une méthode de défluoration des eaux usées issues de la flottation du mica-lithium, utilisant un agent de défluoration comprenant un précipitant et un agent perturbateur d'adsorption. L'agent perturbateur d'adsorption est du carbonate de calcium poreux chargé de NaOH et d'AlCl₃. L'ajout de l'agent perturbateur d'adsorption à l'agent de défluoration permet de résoudre le problème de l'élimination du fluorure des complexes d'acide fluorosilicique.
Matériau adhésif
Une entreprise a inventé un adhésif à haute adhérence et résistant aux solvants, ainsi que sa méthode de préparation, et a également conçu un film composite polyimide et un pochoir de sérigraphie. L'adhésif est modifié avec des agents de couplage phénylsilane et chargé de 18 à 30 parts de durcisseur. Cette forte charge en durcisseur confère au produit une adhérence et une résistance aux solvants élevées, le rendant particulièrement adapté au collage de films polyimides et de mailles métalliques pour pochoirs de sérigraphie.
Matériaux de revêtement à base de papier
Une entreprise a inventé un matériau décoratif à base de papier résistant aux UV. Ce matériau, composé de charges poreuses en carbonate de calcium et de dioxyde de titane, crée une surface à base de papier offrant une excellente protection contre les UV.
Biocapteurs
Les biocapteurs sont des méthodes d'analyse rapide, à l'état de traces, à l'échelle moléculaire. Leurs perspectives d'application sont vastes : diagnostic clinique, contrôle industriel, analyse des aliments et des médicaments, protection de l'environnement et recherche en biotechnologie.
Adjuvant pour matériaux de revêtement en asphalte
Une entreprise a inventé un additif pour chaussées bitumineuses, un revêtement bitumineux auto-réparateur, et sa méthode de préparation. Cet additif est un matériau composite composé de microcapsules modifiées par des nanofils d'argent, d'un régénérateur d'asphalte et de carbonate de calcium poreux. Ce matériau composite libère lentement et efficacement le régénérateur d'asphalte au fur et à mesure de la formation de la chaussée, compensant ainsi la perte de composés aromatiques. Cela retarde le vieillissement et la fissuration de l'asphalte. L'effet synergique des deux composants améliore la durabilité et la capacité d'auto-réparation de la chaussée bitumineuse, la rendant ainsi très pratique.
Biocéramique
Grâce à son excellente ostéoconductivité, sa biocompatibilité et sa dégradabilité, le carbonate de calcium est largement utilisé en biologie et en médecine. Au début des années 1990, le carbonate de calcium poreux était déjà utilisé pour la culture in vitro de cellules de moelle osseuse humaine, de fibroblastes, de fibroblastes gingivaux et d'ostéoblastes fœtaux de rat. Comparé à d'autres matériaux, le carbonate de calcium poreux présente non seulement une porosité, une taille et une connectivité de pores satisfaisantes, mais aussi une meilleure biocompatibilité. Il contribue à la régénération et à la réparation osseuses. En clinique, en orthopédie et en chirurgie maxillo-faciale, le carbonate de calcium poreux a été utilisé pour la réparation des lésions osseuses, avec d'excellents résultats.
Conclusion
Actuellement, la recherche sur le carbonate de calcium poreux se concentre davantage sur ses applications haut de gamme. Grâce à sa structure poreuse, sa surface spécifique élevée et sa porosité, il est utilisé comme agent de traitement de l'eau pour adsorber les substances dissoutes et les matériaux colloïdaux dans l'eau. Cependant, la recherche sur l'adsorption des polluants gazeux, des particules fines et des métaux lourds par le carbonate de calcium poreux nécessite encore des avancées majeures.
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