PL211605B1 - Sposób wytwarzania monodyspersyjnego węglanu wapnia - Google Patents
Sposób wytwarzania monodyspersyjnego węglanu wapniaInfo
- Publication number
- PL211605B1 PL211605B1 PL389155A PL38915509A PL211605B1 PL 211605 B1 PL211605 B1 PL 211605B1 PL 389155 A PL389155 A PL 389155A PL 38915509 A PL38915509 A PL 38915509A PL 211605 B1 PL211605 B1 PL 211605B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- caco3
- calcium carbonate
- acid
- fatty acids
- solution
- Prior art date
Links
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 title claims description 183
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 title claims description 92
- 235000014113 dietary fatty acids Nutrition 0.000 title claims description 52
- 239000000194 fatty acid Substances 0.000 title claims description 52
- 229930195729 fatty acid Natural products 0.000 title claims description 52
- 150000004665 fatty acids Chemical class 0.000 title claims description 51
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 39
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title description 5
- POULHZVOKOAJMA-UHFFFAOYSA-N dodecanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCC(O)=O POULHZVOKOAJMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 46
- 235000010216 calcium carbonate Nutrition 0.000 claims description 30
- 239000002356 single layer Substances 0.000 claims description 25
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 24
- TUNFSRHWOTWDNC-UHFFFAOYSA-N Myristic acid Natural products CCCCCCCCCCCCCC(O)=O TUNFSRHWOTWDNC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 24
- 235000021360 Myristic acid Nutrition 0.000 claims description 24
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 23
- TWJNQYPJQDRXPH-UHFFFAOYSA-N 2-cyanobenzohydrazide Chemical compound NNC(=O)C1=CC=CC=C1C#N TWJNQYPJQDRXPH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 22
- 239000005639 Lauric acid Substances 0.000 claims description 22
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 19
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims description 15
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 claims description 14
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 13
- 239000011575 calcium Substances 0.000 claims description 11
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 claims description 11
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 claims description 10
- AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L calcium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Ca+2] AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 8
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 8
- 239000000920 calcium hydroxide Substances 0.000 claims description 6
- 229910001861 calcium hydroxide Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 6
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 5
- TUNFSRHWOTWDNC-HKGQFRNVSA-N tetradecanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCCC[14C](O)=O TUNFSRHWOTWDNC-HKGQFRNVSA-N 0.000 claims description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 45
- 229910021532 Calcite Inorganic materials 0.000 description 22
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 19
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 18
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 13
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 12
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 12
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 8
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 8
- 229910001868 water Inorganic materials 0.000 description 8
- 238000004220 aggregation Methods 0.000 description 7
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 7
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 6
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 6
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 5
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 5
- 230000000877 morphologic effect Effects 0.000 description 5
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 5
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 4
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 4
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 4
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 3
- 239000000084 colloidal system Substances 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 3
- 238000002411 thermogravimetry Methods 0.000 description 3
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 2
- HIAAVKYLDRCDFQ-UHFFFAOYSA-L calcium;dodecanoate Chemical compound [Ca+2].CCCCCCCCCCCC([O-])=O.CCCCCCCCCCCC([O-])=O HIAAVKYLDRCDFQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- -1 carbon dioxide Chemical compound 0.000 description 2
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 2
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 2
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000002296 dynamic light scattering Methods 0.000 description 2
- 239000010408 film Substances 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 239000002159 nanocrystal Substances 0.000 description 2
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 2
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910002483 Cu Ka Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005169 Debye-Scherrer Methods 0.000 description 1
- 239000004907 Macro-emulsion Substances 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005054 agglomeration Methods 0.000 description 1
- 238000005267 amalgamation Methods 0.000 description 1
- 238000003491 array Methods 0.000 description 1
- 239000007853 buffer solution Substances 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- LSFBQOPXRBJSSI-UHFFFAOYSA-L calcium;tetradecanoate Chemical compound [Ca+2].CCCCCCCCCCCCCC([O-])=O.CCCCCCCCCCCCCC([O-])=O LSFBQOPXRBJSSI-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- WLGSIWNFEGRXDF-UHFFFAOYSA-N dodecanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCC(O)=O.CCCCCCCCCCCC(O)=O WLGSIWNFEGRXDF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005401 electroluminescence Methods 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N hcl hcl Chemical compound Cl.Cl IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M hydroxide Chemical compound [OH-] XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 1
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 238000010983 kinetics study Methods 0.000 description 1
- 239000006193 liquid solution Substances 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000004530 micro-emulsion Substances 0.000 description 1
- 238000013508 migration Methods 0.000 description 1
- 230000005012 migration Effects 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 239000002086 nanomaterial Substances 0.000 description 1
- 230000006911 nucleation Effects 0.000 description 1
- 238000010899 nucleation Methods 0.000 description 1
- 239000012044 organic layer Substances 0.000 description 1
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 1
- 229920005668 polycarbonate resin Polymers 0.000 description 1
- 239000004431 polycarbonate resin Substances 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 239000013049 sediment Substances 0.000 description 1
- 239000000344 soap Substances 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
- 238000002336 sorption--desorption measurement Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000005211 surface analysis Methods 0.000 description 1
- ZTUXEFFFLOVXQE-UHFFFAOYSA-N tetradecanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCCCC(O)=O.CCCCCCCCCCCCCC(O)=O ZTUXEFFFLOVXQE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 1
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 description 1
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 1
- 230000004580 weight loss Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Description
Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania monodyspersyjnego węglanu wapnia pokrytego równomiernie kwasami tłuszczowymi lub ich mieszaniną, znajdującego zastosowanie w przemyśle nowych materiałów, zwłaszcza w przemyśle farmaceutycznym oraz w przemyśle produkującym biosensory.
Procesy tworzenia i agregacji węglanu wapnia są badane od wielu lat, ze względu na jego szerokie zastosowania w przemyśle nowych materiałów, farmaceutycznym, itp. Są one dobrze opisane w literaturze (N. Spanos and P. G. Koutsoukos, J. Phys. Chem. B, 102 (1998) 6679, S. Rigopoulos, A. Jones, Ind. Eng. Chem. Res., 42 (2003) 6567, J. Schlomach, K. Quarch, M. Kind, Chem. Eng. Technol., 29 (2006) 215, O. Sohnel, J. W. Mullin, J. Cryst. Growth, 60 (1982) 239, M. M. Reddy, G. H. Nancollas, J. Cryst. Growth, 35 (1976) 33, T. F. Kazmierczak, M. B. Tomson, G. H. Nancollas, J. Phys. Chem., 86 (1982) 103, T. Jung, W. S. Kim, Ch. K. Choi, Cryst. Res. Technol., 40 (2005) 586, V. Y. Dindore, D. W .F. Brilman, G. F. Versteeg, Chem. Eng. Sci., 60 (2005) 467, Y. Kitano, K. Park, D. W. Hood, J. Geophys. Res., 67 (1962) 4873, J. F. Chen, Y. H. Wang, F. Guo, X. M. Wang, Ch. Zheng, Ind. Eng. Chem. Res., 39 (2000) 948, L. M. Cafiero, G. Baffi, A. Chianese, R. J. J. Jachuck, Ind. Eng. Chem. Res., 41 (2002) 5240, B. Feng, A. K. Yonga, H. Ana, Mater. Sci. Eng., A 445-446 15 (2007) 170, G. Montes-Hernandez, F. Renard, N. Geoffroy, L. Charlet, J. Pironon, J. Cryst. Growth, 308 (2007) 228). Jednakże, mechanizm samego procesu tworzenia cząstek węglanu wapnia nie jest w pełni poznany. Zależ y on, bowiem przede wszystkim od sposobu prowadzenia reakcji jego otrzymywania.
Podstawowy problem przy produkcji funkcjonalnych materiałów stałych opartych na węglanie wapnia, dotyczy w pełni kontrolowanej reakcji jego wytrącania. Bardzo istotny jest tu mechanizm nukleacji, a później wzrostu i agregacji powstających kryształów, Znane są dwa ogólne mechanizmy wzrostu kryształów (N. Spanos and P. G. Koutsoukos, J. Phys. Chem. B, 102 (1998) 6679, B. Judat, M. Kind, J. Colloid Interface Sci., 269 (2004) 341). Jeden, który zakłada, że duże powstają z małych kryształów, które mają większą rozpuszczalność niż te duże (małe kryształy są paliwem dla powstawania dużych) i drugi tzw. „nieklasyczny” zakładający łączenie się nowopowstających nanokryształów, które następnie rosną tworząc duże kryształy. Również istotne dla wzrostu kryształów mogą być obecne w roztworze jony i organiczne związki (B. Judat, M. Kind, J. Colloid Interface Sci., 269 (2004) 341, J. F. Banfield, S. A. Welch, H. Zhang, T. T. Ebert, R. L. Penn, Science, 289 (2000) 751). Jest znanych wiele mechanizmów agregacji powstałych kryształów CaCO3 (B. Judat, M. Kind, J. Colloid Interface Sci., 269 (2004) 341, H. Colfen, M. Antonietti, Angew. Chem. Int. Ed., 44 (2005) 5576, T. Wang, M. Antonietti, H. Colfen, Chem. Eur. J., 12 (2006) 5722), które jak już wspomniano silnie zależą od sposobu prowadzenia reakcji otrzymywania.
W ostatnich latach pojawiły się prace opisują ce otrzymywanie kryształów CaCO3 w układach, w których dodawane są związki organiczne i które tworzą makro- i mikroemulsje lub układy zol-żel (A. W. Xu, Q. Yu, W. F. Dong, M. Antonietti, H. Colfen, Adv. Mater., 17 (2005) 2217, P. J. J. A. Buijnsters, J. J. J. M. Donners, S. J. Hill, B. R. Heywood, R. J. M. Noite, B. Zwanenburg, N. A. J. M. Sommerdijk, Langmuir, 17 (2001) 3623, C. Damie, A. Kumar, S. R. Sainkar, M. Bhagawat, M. Sastry, Langmuir, 18 (2002) 6075). Te metody otrzymywania CaCO3 dają co prawda możliwość kontrolowania procesu wytracania, ale otrzymany węglan wapnia jest bardzo zanieczyszczony, co stwarza dodatkowe problemy.
Jednym z najważniejszych, współczesnych zastosowań przemysłowych nowych materiałów, jest ich zastosowanie w przemyśle farmaceutycznym oraz w przemyśle produkującym biosensory. Do tego celu najlepiej nadają się nanomateriały nieorganiczne pokryte warstwą organiczną (A. W. Xu, Q. Yu, W. F. Dong, M. Antonietti, H. Colfen, Adv. Mater., 17 (2005) 2217, P. J. J. A. Buijnsters, J. J. J. M. Donners, S. J. Hill, B. R. Heywood, R. J. M. Noite, B. Zwanenburg, N. A. J. M. Sommerdijk, Langmuir, 17 (2001) 3623, C. Damie, A. Kumar, S. R. Sainkar, M. Bhagawat, M. Sastry, Langmuir, 18 (2002) 6075). Takie supramolekularne struktury posiadają bowiem zarówno własności materiału nieorganicznego, jak i organicznego. W rezultacie można otrzymać stabilny układ o odpowiedniej, potrzebnej w danej sytuacji architekturze i własnościach, co wyjaśnia ich szerokie możliwości zastosowań w biotechnologiach i medycynie.
Głównym celem wynalazku jest otrzymanie i scharakteryzowanie ściśle zdefiniowanych nanocząsteczek węglanu wapnia pokrytych monowarstwą dwóch kwasów tłuszczowych: kwasu laurynowego i mirystynowego. Szczególnie ważne, dla przyszłych zastosowań, jest równomierne pokrycie nanoPL 211 605 B1 cząstek CaCO3 monowarstwą. Stosowane do tej pory metody dawały możliwość pokrywania cząstek węglanu wapnia kwasami tłuszczowymi, ale były to mieszaniny mono-, bi- i wielowarstwowe.
Nieoczekiwanie okazało się, że możliwy jest taki sposób prowadzenia procesu wytwarzania formy polimorficznej CaCO3 oraz pokrywania go mieszaniną kwasów tłuszczowych, według wynalazku, który umożliwia otrzymanie czystego kalcytu, o ściśle zdefiniowanym rozmiarze, stabilnych, jednorodnych i czystych nanocząsteczek węglanu wapnia pokrytych równomiernie kwasami tłuszczowymi lub ich mieszaniną.
Sposób wytwarzania monodyspersyjnego węglanu wapnia według wynalazku polega na tym, że prowadzi się reakcję otrzymywania węglanu wapnia CaCO3 w cienkim filmie cieczy - roztworze wodorotlenku wapnia - Ca(OH)2 o początkowym stężeniu Ca(OH)2 wynoszącym 56 mM, korzystnie utworzonym na powierzchni dysków, będącym w stałym kontakcie z przepływającym, gazowym dwutlenkiem węgla - CO2, przy czym reakcję prowadzi się w temperaturze od 24,5 do 25,5°C, pod ciśnieniem od 98000 do 101323 Pa, przy pH od 12,8 do 7,5, korzystnie w dyskowym reaktorze rotacyjnym, po czym otrzymaną w ten sposób zawiesinę monodyspersyjnego węglanu wapnia miesza się z roztworem kwasu laurynowego lub kwasu mirystynowego, lub ich mieszaniny w etanolu.
Korzystnie, proces prowadzi się w dyskowym reaktorze rotacyjnym, pod ciśnieniem atmosferycznym, w temperaturze 25°C, przy szybkości obrotów dysków równej 120 obrotów na minutę i przepływie CO2 równym 2 dm3 na min.
Korzystnie, otrzymaną zawiesinę monodyspersyjnego węglanu wapnia miesza się z roztworem kwasu laurynowego, kwasu mirystynowego lub ich mieszaniny w etanolu, w ilości 10 mM kwasu tłuszczowego na 1 gram otrzymywanego czystego CaCO3 i dokonuje się pokrycia alkilową 0,5 monowarstwą.
Korzystnie, otrzymaną zawiesinę monodyspersyjnego węglanu wapnia miesza się z roztworem kwasu laurynowego, kwasu mirystynowego lub ich mieszaniny w etanolu, w ilości 20 mM kwasu tłuszczowego na 1 gram otrzymywanego czystego CaCO3 i dokonuje się pokrycia alkilową monowarstwą.
Korzystnie, otrzymaną zawiesinę monodyspersyjnego węglanu wapnia miesza się z roztworem kwasu laurynowego, kwasu mirystynowego lub ich mieszaniny w etanolu, w ilości 30 mM kwasu tłuszczowego na 1 gram otrzymywanego czystego CaCO3 i dokonuje się pokrycia alkilową 1,5 monowarstwą.
W przykładowej realizacji sposobu według wynalazku są to następują ce aparaty:
1) Dyskowy reaktor rotacyjny
Zastosowany w eksperymencie dyskowy reaktor rotacyjny (Rogut, J., Bruckle, J., Bless, D., (2001) „Novel Rotating Disc Precipitation Reactor for the Recovery of Metals from Waste Waters”, ICMAT 2001, Singapore, 1-6th June 2001) przedstawiony jest schematycznie na fig. 1. Na fig. 2 przedstawiono natomiast schemat eksperymentalnego układu z zastosowaniem dyskowego reaktora rotacyjnego do przeprowadzania reakcji gaz-ciecz-ciało stałe.
Wszystkie części reaktora zostały wykonane z żywicy poliwęglanowej. Sercem reaktora jest układ 25 wertykalnych dysków (fig. 1) zamontowanych na wspólnej osi umożliwiającej rotację. Dyski te o ś rednicy 25 cm i gruboś ci 2 mm zamontowane są w odległ o ś ci 2 cm od siebie. Reaktor posiada dwa takie niezależne układy 25 dysków, umieszczone w dwóch komorach i napędzane dwoma silnikami elektrycznymi. Elektryczny silnik, napędzający układ dysków, pozwala na płynną regulacje częstości obrotów dysków od 0 do 200 obrotów na minutę. W dolnej części komory dysków umieszcza się ciecz, która w czasie obrotów dysku tworzy na nim cienki film i jest wynoszona do górnej części komory, w której znajduje się gaz. W utworzonym na dysku filmie cieczy zachodzi przenoszenie masy na drodze konwekcyjno-dyfuzyjnej. Każda z komór składa się z 5 takich samych przedziałów (5 dysków w każ dym przedziale) umożliwiających przepływ cieczy między nimi lub mogących pracować niezależnie (przepływ między przedziałami może być zablokowany), maksymalne całkowita objętość cieczy w jednym przedziale moż e wynosić 2 dm3. Reaktor jest zamknięty od góry pokrywą z zamontowanymi dwoma wentylatorami umożliwiającymi prawidłowy przepływ gazu w reaktorze.
Reaktor ten, dzięki możliwości kontrolowania lokalnego przesycenia poprzedzającego wytrącanie, idealnie nadaje się do otrzymywania stałych cząstek węglanu wapnia o ściśle zdefiniowanej strukturze krystalicznej (kalcyt) i ściśle zdefiniowanym rozkładzie wielkości cząstek (K. Kędra-Królik, P. Gierycz, J. Cryst. Growth, 311 (2009) 3674, K. Kędra-Królik, P. Gierycz, J. Bucki, Arch. Metall. Mater., 51 (4) (2006) 635, K. Kędra-Królik, P. Gierycz, J. Therm. Anal. Cal., 83 (3) (2006) 579). Trójfazowa (gaz-ciecz-ciało stałe) reakcja otrzymywania węglanu wapnia może być w nim prowadzona w sposób okresowy, albo ciągły.
PL 211 605 B1
2) pH-metr
Zmiany pH w czasie reakcji mierzone były pH-metrem wykorzystującym zespoloną elektrodę szklaną (EPP-3, Elmetron, Poland). Elektroda EPP-3 była kalibrowana przed każdym pomiarem w trzech buforowych roztworach (pH, w temperaturze 25°C, równe 7,0, 10,0 i 11,85). pH-metr był połączony z komputerem, który zbierał i rejestrował wartości zmieniającego się pH co 1 sekundę.
3) Dyfraktometr
Dyfraktogramy proszkowe (promienie X) były otrzymywane przy użyciu „Bruker AXS D8 Advance Powder Diffractometer” z wykorzystaniem promieniowania Cu Ka. Do analizy struktury otrzymanych kryształów CaCO3 został wykorzystany kąt 29 (zakres od 20° do 100°) z krokiem 0,1° i krokiem czasowym równym 1 s. Wielkość otrzymanych cząstek określona zastała przy pomocy równania Scherrera (H. P. Klug, L. E. Alexander, X-Ray Diffraction Procedures, Wiley, New York 1974) dla całkowitej szerokości połowy maksimum piku dyfrakcyjnego.
4) Zetametr
Rozmiar otrzymanych cząstek zarówno czystego CaCO3, jak i CaCO3 pokrytego kwasami tłuszczowymi został także określony przy pomocy zetametru „Zeta Plus Instrument (Brookhaven Instruments Co.)”. Wykorzystuje on metodę dynamicznego rozpraszanie światła do określania efektywnej średnicy cząstek i ich rozkładu.
5) Turbiscan
Turbiscan „Turbiscan Lab instrument (Formulaction)” został wykorzystany jako dodatkowy przyrząd służący do analizy średnicy otrzymanym cząstek czystego CaCO3. Wykorzystuje on analizę kinetyki sedymentacji, zbieranej przy pomocy transmitancji profili elektroluminescencji diody (A.air = 880 nm) w próbce o grubości 55 mm, umieszczonej w szklanej celi, przez godzinę, w odstępach minutowych, do określenia średnich średnic badanych cząstek. Hydrodynamiczne średnice cząstek są obliczane na podstawie prawa Stokesa (P. Snabre, P. Millis, Q. Europhys. Lett., 25 (1994) 651).
6) Skaningowy Mikroskop Elektronowy
Analiza morfologiczna, wielkość oraz agregacja otrzymanych kryształów czystego CaCO3 została udokumentowana poprzez wykonanie fotografii przy pomocy skaningowego mikroskopu elektronowego „Scanning Electron Microscope Hitachi S 5500 SEM/STEM with cold field emission gun”.
7) Sorptomat
Powierzchnia otrzymanych cząstek czystego CaCO3 i CaCO3 pokrytego kwasami tłuszczowymi została określona przy pomocy analizy sorptometrycznej z wykorzystaniem „Sorptomat ASAP 2405, Micrometrics Inc.”. Powierzchnia właściwa otrzymanych proszków została obliczona przy pomocą izotermy adsorpcji BET (Brunauer-Emmet-Teller) a rozkład rozmiarów porów przy pomocy metody Barrett-Joyner-Halenda (BJH).
8) Termograwimetr
Termograwimetryczna analiza czystego CaCO3 i CaCO3 pokrytego różnymi ilościami kwasów tłuszczowych została wykonana promocy terorawimetru „951 TGA Du Pont Instruments” w zakresie temperatur od 25°C do 625°C. Analiza ta pozwala na określenie morfologii i składu chemicznego badanych cząstek oraz ilości i sposobu (chemisorpcja, adsorpcja fizyczne, tworzenie monowarstw, dwuwarstw lub wielowarstwy) ich pokrycia kwasami tłuszczowymi. Ilość kwasów tłuszczowych tworzących warstwy na powierzchni CaCO3 obliczana jest w oparciu o rozdzielenie pików na otrzymywanej krzywej termograwimetrycznej. Analiza ta pozwala również na określenie ilości nie przereagowanych kwasów tłuszczowych i tworzącego się mydła.
W przykładowej realizacji sposobu według wynalazku użyto następujących odczynników:
1) Dwutlenek węgla
Używany w eksperymencie dwutlenek węgla (CO2) został wzięty bezpośrednio z butli gazowej i nie był dalej oczyszczany. Został on wyprodukowany przez firmę „Linde”, a jego czystość wynosiła
99,9993%.
2) Wodorotlenek wapnia
Używany w eksperymencie wodorotlenek wapnia (Ca(OH)2) o czystości (p. a.) został wzięty bezpośrednio z próbki firmy POCH Gliwice, Poland. Wodorotlenek, podobnie jak dwutlenek węgla, był stosowany w doświadczeniach, bez dalszego oczyszczania.
3) Woda
Woda (H2O) stosowana do przygotowania roztworów była podwójnie destylowana i dejonizowana.
PL 211 605 B1
4) Kwasy tłuszczowe
Obydwa kwasy tłuszczowe (kwas dodekanowy - kwas laurynowy, kwas tetradekanowy - kwas mirystynowy) stosowane w eksperymencie zostały wzięte bezpośrednio z próbek firmy „Sigma” i miały następującą czystość: kwas laurynowy - czystość 99% (pure), a kwas mirystynowy - czystość 99-100% (pure).
5) Etanol
Etanol stosowany do przygotowania roztworów kwasów tłuszczowych, o stężeniu 96%, został wzięty bezpośrednio z próbki (pure) firmy Chempur. Poniżej przedstawiono przykład wykonania wynalazku.
P r z y k ł a d
Przygotowanie roztworów
1) Roztwór wodorotlenku wapnia do reakcji otrzymywania nanometrycznych kryształów CaCO3
Początkowe stężenie wodorotlenku wapnia stosowanego w eksperymencie wynosiło 56 milimoli/dm3 (mM). Zostało ono wybrane ze względu na fakt, że dla tego stężenia otrzymuje się, w zastosowanym reaktorze (K. Kędra-Królik, P. Gierycz, J. Cryst. Growth, 311 (2009) 3674, K. Kędra-Królik, P. Gierycz, J. Bucki, Arch. Metall. Mater., 51 (4) (2006) 635, K. Kędra-Królik, P. Gierycz, J. Therm. Anal. Cal., 83 (3) (2006) 579) największą (najbardziej rozwiniętą) powierzchnię właściwą węglanu wapnia (CaCO3) (K. Kędra-Królik, P. Gierycz, J. Therm. Anal. Cal., 83 (3) (2006) 579). Zawiesina wodorotlenku wapnia (stężenie 56 mM) została przygotowana poprzez zdyspergowanie i silne wymieszanie w 1 dm3 dejonizowanej wody 4 g Ca(OH)2. Tak przygotowany roztwór był pozostawiony na okres dwóch dni. Następnie został poddany przez 15 min. działaniu ultradźwięków, po czym był termostatowany w temperaturze 25°C i natychmiast użyty do eksperymentu.
2) Zawiesina CaCO3 do określania wielkości cząstek przy użyciu Zetametru i Turbiscanu
Dla przeprowadzenia pomiarów przy pomocy Zetametru i Turbiscanu w przypadku czystego CaCO3 przygotowano zawiesinę 30 miligramów (mg) otrzymanego w reaktorze i wysuszonego CaCO3 w 30 ml 10-3 molowego roztworu NaCI. W przypadku CaCO3 pokrytego kwasami tł uszczowymi przygotowano zawiesinę 30 mg proszku w 96% roztworze etanolu. W obydwu przypadkach zawiesiny poddawano działaniu ultradźwięków przez 5 s, a następnie poddawano je analizie.
Procedura pokrywania kwasami tłuszczowymi nanostrukturalnych cząstek CaCO3
W czasie eksperymentów używano komory reaktora, w której może zmieścić się maksymalnie 3 dm3 ciekłego reagenta. Przed każdym eksperymentem wszystkie elementy reaktora były czyszczone 10% roztworem kwasu solnego (HCI) w celu usunięcia pozostałych cząstek CaCO3, a następnie przemywane dejonizowaną wodą. Eksperymenty były przeprowadzane pod ciśnieniem atmosferycznym w stałej temperaturze równej 25°C. Przepływ gazu (CO2) w reaktorze był stały i wynosił 2 dm3 min-1. Był on utrzymywany przy pomocy „Mass Flow Controller GFC (Aalborg)”, kalibrowanego na przepływ CO2.
Kinetyka reakcji była kontrolowana przez szybkość obrotów dysków i wynosiła 120 obrotów na minutę. Proces tworzenia węglanu wapnia był prowadzony do czasu, kiedy ciekły roztwór osiągał wartość pH = 7,5, czyli do czasu kiedy cała ilość wodorotlenku wapnia przereagowała tworząc CaCO3.
Po zakończeniu reakcji otrzymany roztwór (zawiesina czystego CaCO3 była mieszana i przechowywana w 6 zlewkach o pojemności 100 ml każda). W międzyczasie, przygotowywane były następujące trzy różne roztwory kwasów laurynowego i mirystynowego w etanolu:
1) 10 mM kwasu tłuszczowego na 1 gram otrzymywanego czystego CaCO3 - stężenie odpowiadające obliczonemu teoretycznie stężeniu potrzebnemu na pokrycie całej powierzchni otrzymanego CaCO3 alkilową 0,5 monowarstwą.
2) 20 mM kwasu tłuszczowego na 1 gram otrzymywanego czystego CaCO3 - stężenie odpowiadające obliczonemu teoretycznie stężeniu potrzebnemu na pokrycie całej powierzchni otrzymanego CaCO3 alkilową monowarstwą.
3) 30 mM kwasu tłuszczowego na 1 gram otrzymywanego czystego CaCO3 - stężenie odpowiadające obliczonemu teoretycznie stężeniu potrzebnemu na pokrycie całej powierzchni otrzymanego CaCO3 alkilową 1,5 monowarstwą.
Następnie, 5 ml przygotowanych w ten sposób roztworów kwasów tłuszczowych (w sumie 6 różnych roztworów), zostało wstrzykniętych do zlewek z zawiesiną czystego CaCO3 i wstrząsanych przez minut. Po tym czasie zawieszone w roztworze cząstki zostały zebrane poprzez przepuszczenie roztworu przez filtr membranowy (0,1 μm). Zebrane cząstki zostały następnie przemyte dejonizowaną
PL 211 605 B1 wodą, wysuszone w 70°C i przechowywane w suszarce próżniowej (próżnia ok. 0,05 Mpa). Otrzymane w ten sposób proszki zostały następnie poddane analizie termograwimetrycznej.
Otrzymane wyniki
1) Kinetyka reakcji oraz rozmiar i analiza morfologiczna otrzymanego czystego CaCO3
W układzie Ca(OH)2-H2O-CO2 reakcja przebiega szybko i wydajnie jeśli jest dobrze rozwinięta powierzchnia międzyfazowa pozwalająca na dobra absorpcję gazu i osiągnięty jest wysoki stopień przesycenia roztworu. Drugim istotnym czynnikiem, dla otrzymania nanometrycznych cząstek CaCO3 o zbliż onych rozmiarach jest dobre mikromieszanie ukł adu, prowadzące do jednorodnego rozkł adu stężeń w całej masie cieczy (J. A. Dirksen, T. A. Ring, Chem. Eng. Sci., 46 (1991) 2389).
Wyniki naszych badań potwierdzają szybkie i wydajne tworzenie się nanometrycznych cząstek CaCO3 w zastosowanym przez nas dyskowym reaktorze rotacyjnym. Z przeprowadzonych badań wynika, że wyższy stopień obrotów dysków wpływa na czas reakcji i dla 100 obrotów na minutę dwukrotnie redukuje czas reakcji w stosunku do 30 obrotów na minutę. Czas reakcji zależy również od początkowego stężenia Ca(OH)2 i dla 56 mM jest ok. 10 minut krótszy niż dla stężenia 23 mM. Dlatego też w przeprowadzanych badaniach dobrano optymalne dla prowadzonego procesu parametry, czyli szybkość obrotów dysków równą 120 obrotów na minutę, początkowe stężenie Ca(OH)2 równe 56 mM i przepływ CO2 równy 2 dm3 min. Reakcja prowadzona była pod ciśnieniem atmosferycznym, w temperaturze 25°C.
Otrzymane cząstki węglanu wapnia są prawie monodyspersyjne i mają średnią średnicę równą ok. 30 nm. Na fig. 3 pokazano zdjęcie wykonane skaningowym mikroskopem elektronowym cząstek CaCO3 otrzymanych w dyskowym reaktorze rotacyjnym, dla początkowego stężenia Ca(OH)2 równego 56 mM i prędkości obrotów dysków równej 120 obrotów na min.
Widać na nim wyraźnie, że kryształy CaCO3 tworzą agregaty krystalitów. Cząstki tworzące te dobrze upakowane agregaty charakteryzują się dobrze rozwiniętą romboedryczną strukturą morfologiczną. Pojedyncze kryształy CaCO3 mają jednorodną strukturę morfologiczną i rozmiar ewidentnie mniejszy niż 50 nm.
Badania kinetyki reakcji potwierdzają powyższe rezultaty. Nie stwierdzono bardzo dużych agregatów w badanych próbkach proszków. Nie zaobserwowano (Turbiscan) migracji cząstek i sedymentacji proszków w badanych próbkach przez ok. 20 min. Po tym czasie stabilności badane cząstki zaczynają aglomerować i po osiągnięciu odpowiedniej masy (wielkości) sedymentować.
Analiza dyfraktometryczna pokazuje, że jedyną otrzymaną formą polimorficzną CaCO3 jest czysty kalcyt. Na fig. 4 porównano dyfraktogram cząstek CaCO3 otrzymanych sposobem według wynalazku, w dyskowym reaktorze rotacyjnym, dla początkowego stężenia Ca(OH)2 równego 56 mM i prędkości obrotów dysków równej 120 obrotów na minutę ze wzorcem. Wyraźnie pokazano zgodność dyfraktogramu otrzymanych cząstek CaCO3 ze wzorcem.
Czyli w stosowanym dyskowym reaktorze rotacyjnym tworzy się zawsze jedynie kalcyt - najbardziej termodynamicznie stabilna odmiana polimorficzna CaCO3. Nie jest to typowa sytuacja, ponieważ na ogół w przypadku reakcji strącania prowadzonej w temperaturze pokojowej, tworzą się równocześnie dwie lub nawet trzy odmiany polimorficzne CaCO3 (P. Ch. Chen, C. Y. Tai, K. C. Lee, Chem. Eng. Sci., 52 (1997) 4171, Y. S. Han, G. Hadiko, M. Fuji, M. Takahashi, J. Cryst. Growth, 276 (2005) 541).
Wielkość otrzymanych cząstek określona została także przy pomocy równania Scherrera (H. P. Klug, L. E. Alexander, X-Ray Diffraction Procedures, Wiley, New York 1974) dla całkowitej szerokości połowy maksimum piku dyfrakcyjnego. Dla poszczególnych próbek wahała się ona od 30 nm do 35 nm. Różnica ta jest praktycznie nieistotna ze względu na przybliżony charakter stosowanej metody.
Sorptometryczna analiza powierzchni wykonana dla otrzymanego, czystego węglanu wapnia przy użyciu by „Sorptomat ASAP 2405, Micrometrics Inc.” pokazała fizyczna adsorpcję azotu i utworzenie wielocząsteczkowych warstw na powierzchni CaCO3. Powierzchnia właściwa obliczona dla 2 otrzymanego kalcytu z izotermy adsorpcji BET wynosiła 23,3 m2/g (fig. 5).
Obecność pętli histerezy na krzywej adsorpcji-desorpcji świadczy o porowatości otrzymanych aglomeratów kalcytu. Obserwowane mezopory wielkości od 2 nm do 50 nm powstały w wyniku aglomeracji cząstek kryształów CaCO3. Dla stosowanej w eksperymencie szybkości obrotów dysku równych 120 obrotów na min. średnia wielkość porów wynosi 15,1 nm, a ich objętość wyraźnie wzrosła w stosunku do obję toś ci otrzymanej dla 30 obrotów na min.
2) Struktura otrzymanego CaCO3 pokrytego kwasami tłuszczowymi
Otrzymane cząsteczki CaCO3 zostały pokryte kwasami tłuszczowymi zgodnie z opisaną powyżej procedurą. Rozkład ich wielkości określony przy pomocy zetametru „Zeta Plus instrument (BroPL 211 605 B1 okhaven Instruments Co.)”. Podobnie do wyników otrzymanych dla czystego CaCO3, cząsteczki Ca-CO3 pokryte zarówno kwasem laurynowym jak i mirystynowym charakteryzują się wąskim rozkładem wielkości cząstek, a ich średnica zależy od ilości kwasu tłuszczowego użytej do pokrywania powierzchni kalcytu. Najmniejszą średnicę otrzymano dla kwasu mirystynowego o stężeniu monowarstwy i wynosi ona 91 nm. Dla kwasu laurynowego średnia wielkość cząstek ma ś rednią średnicę mniejszą o ok. 20 nm niż w przypadku czystego kalcytu. Otrzymane wyniki wskazują, że warstwa kwasu mirystynowego zaadsorbowana na powierzchni kalcytu w znaczącym stopniu powstrzymuje agregowanie cząstek kalcytu.
Sorptometryczna analiza tych cząstek wykonana przy użyciu „Sorptomat ASAP 2405, Micrometrics Inc.” pokazała, tak jak w przypadku czystego kalcytu, że na powierzchni cząstek CaCO3 pokrytych kwasami tłuszczowymi zachodzi fizyczna adsorpcja azotu (tworzenie wielocząsteczkowych warstw). Powierzchnia właściwa obliczona dla badanych cząstek z izotermy adsorpcji BET (fig. 5) wynosiła 31,3 m2/g, dla kwasu laurynowego i 28,3 m2/g dla kwasu mirystynowego. Większa, w porównaniu z czystym kalcytem, powierzchnia właściwa otrzymanych cząstek, jest w pełni zgodna z wynikami pomiarów wielkości cząstek i potwierdza efekt zapobiegania agregacji świeżo wytrącanych krystalitów kalcytu w wyniku adsorpcji monowarstwy alkilowej.
Zasadniczy problem całego eksperymentu był związany z określeniem struktury i ilości zaadsorbowanych na powierzchni CaCO3 kwasów tłuszczowych. Do analizy adsorpcji kwasów tłuszczowych na powierzchni kalcytu zastała zastosowana metoda termograwimetryczna, pozwalająca zarówno na analizę morfologiczną zaadsorbowanych warstw kwasów tłuszczowych, jak i określenie ich ilości.
Analiza została przeprowadzona, przy pomocy termograwimetru „951 TGA Du Pont Instruments” dla trzech różnych (podanych powyżej) stężeń kwasów tłuszczowych w zakresie temperatur od 100°C do 625°C. Otrzymane krzywe termograwimetryczne podane są na fig. 6 (dla kwasu laurynowego) i fig. 7 (dla kwasu mirystynowego).
Krzywe termograwimetryczne otrzymane dla cząstek CaCO3 pokrytych kwasem mirystynowym
Krzywe przebiegów (fig. 6 i fig. 7) otrzymane dla obydwu kwasów tłuszczowych maja podobny kształt i wskazują na kilka ubytków masy w trakcie ogrzewania. Można na nich wyróżnić cztery różne piki dla dużego (1,5 monowarstwy) stężenia i trzy piki dla mniejszego (0,5 monowarstwy i monowarstwa)) stężenia kwasu tłuszczowego (fig. 6 i fig. 7).
Pierwszy pik, który występuje w temperaturze 100°C i jest widoczny dla wszystkich stężeń obydwu kwasów, jest związany z odparowaniem wody.
Drugi pik, który również jest widoczny dla wszystkich stężeń obydwu kwasów, jest związany z chemisorpcją kwasu na powierzchni kalcytu. Pojawia się on w temperaturze 412°C dla kwasu laurynowego (fig. 6) i w temperaturze 390°C dla kwasu mirystynowego (fig. 7).
Trzeci pik, związany z tworzeniem soli kwasów tłuszczowych, jest widoczny dla wszystkich stężeń kwasu laurynowego (tworzenie laurynianu wapnia w temperaturze 475°C - fig. 6) i dla dużego (monowarstwa i 1,5 monowarstwy) stężenia kwasu mirystynowego (tworzenie mirystynianu wapnia w temperaturze 445°C - fig. 7).
Ostatni, czwarty pik jest związany z tworzeniem lokalnych dwuwarstw i pojawia się tylko dla wysokiego (1,5 monowarstwy) stężenia obydwu kwasów: w temperaturze 380°C (lokalne dwuwarstwy kwasu laurynowego)dla kwasu laurynowego i w temperaturze 355°C (lokalne dwuwarstwy kwasu mirystynowego) dla kwasu mirystynowego.
Ilości wody oraz kwasów tłuszczowych tworzących różne warstwy na powierzchni kalcytu zostały obliczone na podstawie analizy termograwimetrycznej po rozdzieleniu poszczególnych pików. Wyniki obliczeń podane są w tabeli 1 (dla kwasu laurynowego) i tabeli 2 (dla kwasu mirystynowego).
T a b e l a 1
| Stężenie kwasu laurowego | Masa [%] | |||
| H2O Pik w 100°C | Kwas laurynowy chemisorpcja Pik w 412°C | Laurynian wapnia Pik w 475°C | Lokalne dwuwarstwy kwasu laurynowego Pik w 380°C | |
| 0,5 monowarstwy | 0,15 | 2,04 | 0,95 | - |
| monowarstwa | 0,27 | 3,44 | 1,55 | - |
| 1,5 monowarstwy | 0,39 | 2,95 | 1,74 | 2,01 |
PL 211 605 B1
T a b e l a 2
| Stężenie kwasu mirystynowego | Masa [%] | |||
| H2O Pik w 100°C | Kwas mirystynowy chemisorpcja Pik w 390°C | Mirstynian wapnia Pik w 445°C | Lokalne dwuwarstwy kwasu mirystynowego Pik w 355°C | |
| 0,5 monowarstwy | 0,22 | 2,29 | - | - |
| Monowarstwa | 0,32 | 3,48 | 0,65 | - |
| 1,5 monowarstwy | 0,84 | 3,10 | 1,27 | 1,65 |
Tabele te wyraźnie pokazują, że w przypadku obydwu kwasów tłuszczowych najlepsze wyniki zostały otrzymane dla stężenia kwasu odpowiadającego tworzeniu monowarstwy na powierzchni kalcytu. Dla tego stężenia bowiem, powierzchnia kalcytu była pokryta największą ilością kwasów tłuszczowych (3,44% dla kwasu laurynowego i 3,48% dla kwasu mirystynowego) i tworzyła się wtedy tylko monowarstwa kwasu tłuszczowego. Dla niższych stężeń kwasów tłuszczowych (0,5 monowarstwy tabela 1 i tabela 2) również tworzyła się tylko monowarstwa, ale ilość zaadsorbowanych kwasów tłuszczowych była znacznie mniejsza (2,04% dla kwasu laurynowego i 2,29% dla kwasu mirystynowego). Dla wysokich stężeń kwasów tłuszczowych (1,5 monowarstwy - tabela 1 i tabela 2) tworzyły się na powierzchni kalcytu zarówno monowarstwy, jak i lokalne dwuwarstwy.
Wnioski
Zaprezentowana metoda pozwala na wytwarzanie bardzo stabilnych i dobrze zorganizowanych kryształów CaCO3, które mogą być następnie pokrywane in situ kwasami tłuszczowymi. Wielkość otrzymywanych kryształów, oszacowana metodą Scherrera (pomiary dyfraktometryczne) wynosi ok. 30 nm. Wymiar ten został również potwierdzony poprzez zdjęcia wykonane na skaningowym mikroskopie elektronowym oraz metody dynamicznego rozpraszania światła.
Zaprezentowana metoda pozwala również na pokrycie otrzymanych nanokryształów CaCO3 monowarstwą kwasów tłuszczowych. Uzyskanie pokrycia cząstek kalcytu tylko monowarstwą jest możliwe w przypadku zastosowania początkowego stężenia kwasów tłuszczowych odpowiadającego pokryciu otrzymanych w reaktorze cząstek monowarstwą (20 mM kwasu tłuszczowego na 1 gram otrzymywanego czystego CaCO3).
Otrzymane eksperymentalne wyniki potwierdzają stosowalność metody termograwimetrycznej do analizy cząstek CaCO3 pokrywanych kwasami tłuszczowymi i jej przydatność przy określaniu optimum stężenia stosowanych kwasów tłuszczowych do pokrycia powierzchni kalcytu monowarstwą.
Badania powierzchni właściwej cząstek CaCO3 pokrytych kwasami tłuszczowymi pokazują, że jest ona bardziej rozwinięta niż w przypadku czystych cząstek CaCO3, w wyniku zapobiegania agregacji krystalitów kalcytu.
Claims (5)
1. Sposób wytwarzania monodyspersyjnego węglanu wapnia, znamienny tym, że prowadzi się reakcję otrzymywania węglanu wapnia CaCO3 w cienkim filmie cieczy - roztworze wodorotlenku wapnia - Ca(OH)2 o początkowym stężeniu Ca(OH)2 wynoszącym 56 mM, korzystnie utworzonym na powierzchni dysków, będącym w stałym kontakcie z przepływającym, gazowym dwutlenkiem węgla -CO2, przy czym reakcję prowadzi się w temperaturze od 24,5 do 25,5°C, pod ciśnieniem od 98000 do 101323 Pa, przy pH od 12,8 do 7,5, korzystnie w dyskowym reaktorze rotacyjnym, po czym otrzymaną w ten sposób zawiesinę monodyspersyjnego węglanu wapnia miesza się z roztworem kwasu laurynowego lub kwasu mirystynowego, lub ich mieszaniny w etanolu.
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że proces prowadzi się w dyskowym reaktorze reakcyjnym, pod ciśnieniem atmosferycznym, w temperaturze 25°C, przy szybkości obrotów dysków równej 120 obrotów na minutę i przepływie CO2 równym 2 dm3 na min.
3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że otrzymaną zawiesinę monodyspersyjnego węglanu wapnia miesza się z roztworem kwasu laurynowego, kwasu mirystynowego lub ich mieszaniny w etanolu, w ilości 10 mM kwasu tłuszczowego na 1 gram otrzymywanego czystego CaCO3 i dokonuje się pokrycia alkilową 0,5 monowarstwą.
PL 211 605 B1
4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że otrzymaną zawiesinę monodyspersyjnego węglanu wapnia miesza się z roztworem kwasu laurynowego, kwasu mirystynowego lub ich mieszaniny w etanolu, w ilości 20 mM kwasu tłuszczowego na 1 gram otrzymywanego czystego CaCO3 i dokonuje się pokrycia alkilową monowarstwą.
5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że otrzymaną zawiesinę monodyspersyjnego węglanu wapnia miesza się z roztworem kwasu laurynowego, kwasu mirystynowego lub ich mieszaniny w etanolu, w ilości 30 mM kwasu tłuszczowego na 1 gram otrzymywanego czystego CaCO3 i dokonuje się pokrycia alkilową 1,5 monowarstwą.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL389155A PL211605B1 (pl) | 2009-09-29 | 2009-09-29 | Sposób wytwarzania monodyspersyjnego węglanu wapnia |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL389155A PL211605B1 (pl) | 2009-09-29 | 2009-09-29 | Sposób wytwarzania monodyspersyjnego węglanu wapnia |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL389155A1 PL389155A1 (pl) | 2011-04-11 |
| PL211605B1 true PL211605B1 (pl) | 2012-06-29 |
Family
ID=44060452
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL389155A PL211605B1 (pl) | 2009-09-29 | 2009-09-29 | Sposób wytwarzania monodyspersyjnego węglanu wapnia |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL211605B1 (pl) |
-
2009
- 2009-09-29 PL PL389155A patent/PL211605B1/pl not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL389155A1 (pl) | 2011-04-11 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Guo et al. | Controlled crystallization of hierarchical and porous calcium carbonate crystals using polypeptide type block copolymer as crystal growth modifier in a mixed solution | |
| Rodriguez-Navarro et al. | Amorphous and crystalline calcium carbonate phases during carbonation of nanolimes: implications in heritage conservation | |
| Xia et al. | Layered double hydroxides as supports for intercalation and sustained release of antihypertensive drugs | |
| Aimable et al. | Polymer-assisted precipitation of ZnO nanoparticles with narrow particle size distribution | |
| JP6797026B2 (ja) | 金属−有機構造体 | |
| Hu et al. | Prussian Blue Analogue Mn 3 [Co (CN) 6] 2· n H 2 O porous nanocubes: large-scale synthesis and their CO 2 storage properties | |
| Yu et al. | Facile fabrication and characterization of hierarchically porous calcium carbonate microspheres | |
| Ulkeryildiz et al. | Nano-CaCO3 synthesis by jet flow | |
| Jiang et al. | Preparation of mesoporous spherical magnesium hydroxide particles via the static self-assembled method | |
| Polat | Experimental investigations on the effects of asparagine and serine on the polymorphism of calcium carbonate | |
| Ping et al. | Preparation of cage-like nano-CaCO 3 hollow spheres for enhanced CO 2 sorption | |
| Ada et al. | Preparation and characterization of a ZnO powder with the hexagonal plate particles | |
| Siahpoosh et al. | Synthesis of γ-Alumina nanoparticles with high-surface-area via Sol-Gel method and their performance for the removal of Nickel from aqueous solution | |
| WO2002094715A1 (en) | Ultrafine modified aluminium hydroxide and its preparation | |
| Wang et al. | Preparation and characterization of novel spica-like hierarchical vaterite calcium carbonate and a hydrophilic poly (vinylidene fluoride)/calcium carbonate composite membrane | |
| CN1776030A (zh) | 高度定向层状双羟基复合金属氧化物薄膜及其制备方法 | |
| Wu et al. | Glucosan controlled biomineralization of SrCO 3 complex nanostructures with superhydrophobicity and adsorption properties | |
| PL211605B1 (pl) | Sposób wytwarzania monodyspersyjnego węglanu wapnia | |
| KR102563994B1 (ko) | 소수성 표면 개질 알루미나 및 이의 제조 방법 | |
| Wang et al. | Standing porous ZnO nanoplate-built hollow microspheres and kinetically controlled dissolution/crystal growth mechanism | |
| Inomata et al. | Preparation and properties of Mg/Al layered double hydroxide–oleate and–stearate intercalation compounds | |
| PL212968B1 (pl) | Sposób wytwarzania nanocząsteczkowego, monodyspersyjnego węglanu wapnia | |
| Shen et al. | Preparation and characterization of magnesium hydroxide nanoparticles in a novel impinging stream-rotating packed bed reactor | |
| Kędra-Królik et al. | Thermal analysis of nanostructured calcite crystals covered with fatty acids | |
| Kędra-Królik et al. | Precipitation of nanostructured calcite in a controlled multiphase process |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Decisions on the lapse of the protection rights |
Effective date: 20130929 |