水混合溶剂体系中碳酸钙晶体晶型和取向的控制.pdf

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1、第30卷第6期无机化学学报V0l_3ONo．62014年6月CHINESEJOURNALOFINORGANICCHEMISTRY1312．1316乙醇／水混合溶剂体系中碳酸钙晶体晶型和取向的控制潘晓芳王海水(华南理工大学化学与化工学院，广州510640)摘要：采用(NH4)2CO，分解法，制备得到了晶型和形貌可控的CaCO，晶体。研究结果表明，乙醇，水混合溶剂、陈化时间和L-半胱氨酸自组装单层模板对CaCO晶体的晶型、取向和形貌都具有重要影响。无单层模板情况下，溶液中主要得到了球霰石，球霰石的形貌随陈化时间从花朵外形变为树叶形。同样的醇／水体系中，

2、在自组装单层上却得到了取向为(104)晶面的方解石。这与水溶液中同一自组装单层上主要获得(oo1)结晶面的方解石有明显不同。方解石的形貌也随陈化时间变化而改变。陈化时间为3h时，得到具有孔洞结构的方解石；陈化时间为12h时，得到表面光滑的菱面体方解石。关键词：碳酸钙；乙醇／水混合溶剂；自组装单层；球霰石；方解石中图分类号：0614．23文献标识码：A文章编号：1001-4861(2014)06—1312·05DoI：10．11862／CJIC．2014．162ControlofCrystallinePolymorphsandOrientations

3、forCalciumCarbonateinMixedSolventsofEthanolandWaterPANXiao—FangWANGHal-Shuif5choolofChemistryandChemicalEngineering,SouthChinaUniversityofTechnology,Guangzhou510640，China)Abstract：Inthepresentstudy，thecrystalsofcalciumcarbonatewereobtainedbythediffusionofNH3andCO2intotheCaCI2s

4、olution．CaCI2solutionwaspreparedbydissolvingCaCI~intothemixedsolventsofethanolandwater．Experimentalresultsshowedthatthemixedsolvents，theagingtimeandself-assembledmonolayers(SAMs)ofL-cysteinehadsignificantinfluenceoncrystallineforms．orientationsandevenmorphologies．Onlycalcitecr

5、ystalswereobtainedonSAMsbutinsolutionthemainproductswerevaterite．Insolution，flower-likeandleaf-likevateritewereobtaineddependsontheagingtimebeing3hand12h，respectively．HoweveronthetemplatesofSAMs，calciteswithquitedifferentmorphologies(fromporoustosmoothsurfaces)wereobtainedwhen

6、theagingtimechanged．Keywords：calciumcarbonate；ethanol—watermixedsolvents；self-assembledmonolayer；vaterite；calcite0引言碳酸钙有3种无水晶型：方解石、文石、球霰石。方解石是热力学最稳定的碳酸钙晶型．而球霰石是热力碳酸钙是自然界中存在广泛的生物矿化物质之学最不稳定的晶型。水溶液或潮湿环境中球霰石容一已经被广泛地应用于涂料、塑料、建筑、橡胶和造易转变为其它晶型不同的碳酸钙晶型往往具有，纸等行业中【l_3】。碳酸钙的重要应用导致了其研究热不同的

7、形貌．同晶型的CaCO晶体也可呈现各种不潮，已经吸引了材料化学、结构化学、地质学、晶体学同的形貌_5_61碳酸钙的晶型和形貌决定了碳酸钙的和生物矿化等各个领域科学家的关注。性质和最终用途，因此有效地控制CaCO晶体的晶收稿日期：2013．1i-06。收修改稿日期：2013—12—30国家自然科学基金(No．20873136)资助项目。通讯联系人。E-mail：wanghsh@scut．edu．cn第6期潘晓芳等：乙醇／水混合溶剂体系中碳酸钙晶体晶型和取向的控制1313型和形貌对生物矿化和碳酸钙的工业生产都有重要拉丁试剂；二水合氯化钙(CaCI：．2

8、H0)，无水乙醇和的意义目前调控碳酸钙晶型和形貌的主要方法有碳酸铵((NH4)CO3)为分析纯试剂，购于北京化工厂；添加剂