Poreus calciumcarbonaat (CaCO3)-deeltjes krijgen steeds meer aandacht voor gebruik in chromatografie, het laden van biomoleculen en het vrijgeven van geneesmiddelen. Ze worden ook toegepast in biomimetische mineralen en superhydrofobe oppervlakteconstructies.
Voorbereiding Technologie van poreus Calciumcarbonaat
De templatemethode is de belangrijkste aanpak geworden voor het bereiden van poreuze calciumcarbonaat.
Oppervlakteactieve stoffen, polymeren en natuurlijke plantaardige componenten worden als templates gebruikt. Naarmate het onderzoek vordert, zijn methoden zoals coprecipitatie, emulsiemembraan- en oplosmiddel-/hydrothermische methoden ontwikkeld. Deze methoden verrijken de bereidingstechnieken aanzienlijk.
Van de verschillende bereidingstechnieken is de templatemethode een veelgebruikte en gevestigde methode. Het belangrijkste principe is om de gekozen template te coaten met calciumcarbonaat, waardoor een kern-schilstructuur ontstaat. De template wordt vervolgens verwijderd door middel van oplossen in een oplosmiddel, calcineren bij hoge temperatuur, of chemisch reacties. Dit proces resulteert in holle deeltjes.
De templatemethode wordt hoofdzakelijk onderverdeeld in zachte en harde templatemethoden, waarbij de zachte templatemethode dominant is bij de bereiding van poreus calciumcarbonaat. Bij de templatemethode worden kleine moleculaire oppervlakteactieve stoffen en organische oplosmiddelen gebruikt, samen met grote (hoog)moleculaire organische verbindingen of polymeren als templates.
Poreus calciumcarbonaat, bereid met de zachte malmethode, heeft meestal een kubus- of bolvorm. Deze deeltjes bevatten vaak wormgatstructuren en hun oppervlakken kunnen kleine hoeveelheden malmiddelen of ontledingsproducten bevatten.
Calciumcarbonaat Technologie voor poriën- en morfologiecontrole
Bij de bereiding van poreuze CaCO3-deeltjes ligt de nadruk op morfologische controle en nucleatiemechanismen. Morfologische controle van poreus CaCO3 wordt voornamelijk bereikt met behulp van oppervlakteactieve stoffen, waarbij het productieproces ook een belangrijke rol speelt. Er zijn verschillende oppervlakteactieve stoffen, waaronder kleine moleculen zoals anionisch L-asparaginezuur. Meestal worden additieven op polymeerbasis gebruikt, zoals anionisch polystyreensulfonaat (PSS), niet-ionisch polyvinylalcohol (PVA), polyacrylamide (PAM) en polyethyleenoxide (PEO). Amfifiele blokcopolymeren (DHBC's) en tweecomponenten oppervlakteactieve systemen, zoals het complexe SDS en het PEO-PPO-PEO triblokcopolymeermengsel, worden ook gebruikt.
Toepassingsgebieden van poreus calciumcarbonaat
De toepassingen van poreus calciumcarbonaat hangen vooral af van de structuur en de kristalvorm.
Daarom is het bestuderen van de bereidingsmethoden en -mechanismen een belangrijk onderwerp geworden in de ontwikkeling ervan.
Farmaceutisch Drager
Poreus calciumcarbonaat kan dienen als dragermateriaal voor geneesmiddelen, met een hoge laadcapaciteit en een goede langdurige afgifte. Vooral wanneer het is omhuld met een responsief omhulselmateriaal, kan het plotselinge vrijgave van pesticiden voorkomen en de responsieve functies van het geneesmiddelafgiftesysteem verbeteren. Dit resulteert in een systeem met multiresponsieve, gecontroleerde afgifte-eigenschappen.
Batterijmaterialen
Onderzoekers hebben calciumcarbonaat op nanoschaal voor het eerst gebruikt als vast elektrolytadditief in lithiummetaalbatterijen. Het bindt bijproducten zoals HF in de elektrolyt, waardoor de zuurgraad wordt verlaagd en een dichtere, robuustere SEI-laag ontstaat. De vrijgekomen Ca2+-ionen in EC/DEC kunnen adsorberen aan het metaaloppervlak, wat zorgt voor een elektrostatisch afschermend effect.
Kunststoffen
Poreus calciumcarbonaat kent veelzijdige toepassingen in kunststoffen. Enerzijds dient het als vulstof om de mechanische en optische eigenschappen te verbeteren, anderzijds fungeert het als nucleatiemiddel om de verwerkbaarheid te verbeteren.
Adsorptiemateriaal
Het hoge specifieke oppervlak en de porositeit van poreus calciumcarbonaat zorgen voor uitstekende adsorptie-eigenschappen. Een bepaalde instelling heeft een methode ontwikkeld voor het defluoreren van afvalwater van lithiummica-flotatie, met behulp van een defluoreringsmiddel dat een precipitatiemiddel en een adsorptieverstorend middel bevat. Het adsorptieverstorende middel is poreus calciumcarbonaat, beladen met NaOH en AlCl3. Door het adsorptieverstorende middel aan het defluoreringsmiddel toe te voegen, wordt de uitdaging van het verwijderen van fluoride uit fluorkiezelzuurcomplexen aangepakt.
Kleefmateriaal
Een bedrijf ontwikkelde een lijm met hoge hechting en oplosmiddelbestendigheid, inclusief de bijbehorende bereidingsmethode, een polyimidecomposietfilm en een zeefdrukstencil. De lijm is gemodificeerd met fenylsilaan-koppelmiddelen en gevuld met 18-30 delen van een verharder. De hoge concentratie verharder zorgt voor een hoge hechting en oplosmiddelbestendigheid, waardoor het bijzonder geschikt is voor het verlijmen van polyimidefilms en metalen gaas voor zeefdrukstencils.
Op papier gebaseerde bekledingsmaterialen
Een bedrijf heeft een decoratief materiaal op papierbasis uitgevonden dat uv-bestendig is. In dit materiaal worden poreuze calciumcarbonaatvulstoffen toegevoegd aan titaniumdioxide, waardoor een oppervlak op papierbasis met uitstekende uv-bescherming is ontstaan.
Biosensoren
Biosensoren zijn snelle analysemethoden op sporenniveau op moleculair niveau. Ze hebben brede toepassingsmogelijkheden in klinische diagnose, industriële controle, analyse van voedingsmiddelen en geneesmiddelen, milieubescherming en biotechnologisch onderzoek.
Asfaltverhardingsmateriaalmengsel
Een bedrijf heeft een additief voor asfaltverharding, zelfherstellend asfaltverharding en de bijbehorende bereidingsmethode uitgevonden. Het additief is een composietmateriaal gemaakt van met zilver nanodraden gemodificeerde microcapsules, asfaltverjonger en poreus calciumcarbonaat. Het composietmateriaal geeft de asfaltverjonger langzaam en effectief af tijdens de vorming van het asfalt, waardoor het verlies van aromatische componenten in het asfalt wordt gecompenseerd. Dit vertraagt het verouderings- en scheurproces van het asfalt. De synergetische werking van beide componenten verbetert de duurzaamheid en het zelfherstellend vermogen van het asfalt, wat het zeer praktisch maakt.
Biokeramiek
Vanwege zijn uitstekende osteoconductiviteit, biocompatibiliteit en afbreekbaarheid wordt calciumcarbonaat veel gebruikt in de biologie en geneeskunde. Begin jaren negentig werd poreus calciumcarbonaat al gebruikt voor de in-vitrokweek van menselijke beenmergcellen, fibroblasten, tandvleesfibroblasten en foetale rattenosteoblasten. Vergeleken met andere materialen heeft poreus calciumcarbonaat niet alleen een goede porositeit, poriegrootte en porieconnectiviteit, maar ook een betere biocompatibiliteit. Het helpt bij de regeneratie en reparatie van botweefsel. Klinisch gezien wordt poreus calciumcarbonaat in de orthopedie en kaakchirurgie gebruikt voor de reparatie van botdefecten, met goede resultaten.
Conclusie
Momenteel richt het onderzoek naar poreus calciumcarbonaat zich meer op de hoogwaardige toepassingen. Dankzij de poreuze structuur, het hoge specifieke oppervlak en de porositeit wordt het gebruikt als waterzuiveringsmiddel om opgeloste stoffen en colloïdale materialen in water te adsorberen. Onderzoek naar de adsorptie van gasvormige verontreinigende stoffen, fijnstof en zware metalen door poreus calciumcarbonaat vereist echter nog verdere doorbraken.
Episch poeder
Epic Powder, meer dan 20 jaar werkervaring in de ultrafijne poederindustrie. We promoten actief de toekomstige ontwikkeling van ultrafijn poeder, met een focus op het breken, malen, classificeren en modificeren van ultrafijn poeder. Neem contact met ons op voor een gratis consult en oplossingen op maat! Ons deskundige team streeft ernaar hoogwaardige producten en diensten te leveren om de waarde van uw poederverwerking te maximaliseren. Epic Powder - uw vertrouwde expert in poederverwerking!