收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

六水合碳酸钙(CaCO_3·6H_2O)在海冰中形成及稳定条件的研究

胡玉斌  
【摘要】:六水合碳酸钙(CaCO3'6H2O)是一种亚稳态碳酸钙形态,在自然条件下通常发现于低温(低于5℃)、高pH、高碱度、高磷酸根浓度和富含有机质的环境中。六水合碳酸钙很不稳定,在温度较高的环境下迅速转变成其它更稳定的碳酸钙形态(如方解石等),被认为是更稳定碳酸钙形态的前身。虽然人工合成的六水合碳酸钙早在1865年就已经在实验室中制备得到,但在自然界中,这种矿物直到1963年才在ikka fjord(格陵岛)地区发现,并以其发现的地名命名。最近,六水合碳酸钙在海冰中被发现,首次由直接证据证实了碳酸钙在海冰中沉降的推测,并且是以含六个结晶水的形态出现的。 然而,目前对六水合碳酸钙在海冰中发生沉降及其稳定的条件却是知之甚少。本论文通过模拟六水合碳酸钙在海冰中沉降的环境,尝试找出有利于六水合碳酸钙形成的条件。并通过进一步实验,判断六水合碳酸钙能稳定存在的条件。本论文的实验思路是根据改变传统的六水合碳酸钙制备方法,将传统高pH(pH为13左右)低盐(盐度为0)的制备条件改进为海冰环境下的pH(pH为8~9.5)和盐度(可高达100以上)。在此基础上,研究pH、盐度、反应液浓缩速率及磷酸根离子对六水合碳酸钙形成的影响。除此之外,开展了六水合碳酸钙在不同保存条件(温度、盐度、磷酸根浓度及晶体浓度)的时间系列实验。初步的研究结果如下: (1)在磷酸根离子存在的前提下,温度为0℃、盐度为70人工海水中,六水合碳酸钙在不同的pH条件下(pH=8.5和9.0)均能发生沉降,这个结果表明了六水合碳酸钙在海冰中被发现并非偶然事件。另外,诱导时间(从反应一开始到溶液出现沉降的时间)数据表明,在高pH条件下,所需的诱导时间更短。高pH有利于六水合碳酸钙在溶液中的形成。这是因为六水合碳酸钙发生沉降时的反应式为Ca2++CO32-+6H20→CaCO3·6H2O,在同等条件下,溶液中的CO32-离子浓度随着pH的增大而增大,Ca2+和CO32-的浓度离子积也相应变大,溶液将更快地达到六水合碳酸钙的饱和度,从而有利于六水合碳酸钙发生沉降。 (2)在磷酸根离子存在的前提下,在盐度为0~105之间的人工海水和纯NaCl溶液中,所沉降的晶体均为六水合碳酸钙。在人工海水中,诱导时间随着盐度的增大而增大;在纯NaCl溶液中,诱导时间一开始随着盐度的增大而增大,当到达一定盐度后,随着盐度的增大反而出现下降的趋势。这个结果表明,盐度对六水合碳酸钙的形成具有正反两面性。一方面,随着盐度的增大,溶液中的CO32-浓度也逐渐增大;另一方面,当盐度增大时,意味着溶液中将存在更多的其它离子,这些离子将通过跟Ca2+离子和CO32-离子形成离子对从而降低它们的活度,这个效应在人工海水介质中表现的尤为突出。盐度对六水合碳酸钙形成的影响取决于这两个因数的竞争。 (3)在盐度为70的人工海水中,在0μM及10μM磷酸根浓度下,沉降的晶体均为六水合碳酸钙。磷酸根离子对晶体沉降的类型基本没有影响。同样在盐度为70的纯NaCl溶液中,在10μM磷酸根浓度下,沉降的晶体为六水合碳酸钙;而在没有磷酸根离子的条件下,沉降的晶体为球霞石。这个现象表明,磷酸根离子对沉降的晶体类型起着重要的作用。而在人工海水中,除了磷酸根离子外,必定还存在另外一种或几种同样能起到促进六水合碳酸钙形成的离子。 (4)泵流速实验表明,在一定泵流速范围内,反应液的浓缩速率对沉降晶体的类型没有影响,但是不同的泵流速会影响六水合碳酸钙晶体发生沉降的时间(诱导时间)。在高的泵流速下,诱导时间较短。而标准化后的诱导时间随着泵流速的增大反而增大。这个现象预示了低浓缩速率可能有利于六水合碳酸钙的形成。 (5)六水合碳酸钙时间系列实验(长达4个月)结果表明,当六水合碳酸钙从低温环境转移到室温后1~2 h内,晶体将全部转变成方解石。更长时间的时间系列实验结果表明,在没有磷酸根离子的存在下,在高浓度六水合碳酸钙样品和高盐度样品中,晶体于较短时间内转变为方解石;而在有磷酸根离子的存在下,这个转变过程往往都更迟。这表明磷酸根离子能起到稳定六水合碳酸钙的作用。但是在不同磷酸根离子浓度的样品间,晶体的转变时间却基本无异。另一个有趣的现象是,当晶体的形状和大小开始发生变化时(由不规则状变成针状或六边形),同时也是六水合碳酸钙转变成方解石的时候,这两个现象高度相关。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前19条
1 夏益忠;;浅论碳酸钙产品粒径的控制[J];杭州化工;2004年03期
2 孙志;;碳酸钙渣中CaCO_3表观分解率的检测方法[J];水泥;2014年01期
3 周令仁;碳酸钙(CaCO_3)对PVC管材之影响[J];塑料通讯;1997年03期
4 王蔚玲,孙铭良;超细CaCO_3的表面改性及应用[J];化工新型材料;1997年12期
5 邢蓉,胡效亚,张永才,刘燕;CaCO_3超细粉末的低温水热合成与表征[J];化学研究与应用;2005年02期
6 王作茂,郭太岭;表面处理CaCO_3的研究[J];青岛化工学院学报;1999年04期
7 郑永军,刘崇义;复合偶联表面处理CaCO_3的新工艺研究[J];辽宁化工;1999年05期
8 杨桦,崔爱莉,李悦,申莲春,王子忱;不同几何形状CaCO_3超微粒子的合成[J];吉林大学自然科学学报;1997年02期
9 朱挺;陈震华;李旭东;;明胶调控下单分散CaCO_3花瓣球形微粒的制备[J];化学研究与应用;2010年05期
10 许伟鸿;严玉蓉;Peter P.Tsai;;聚丙烯/CaCO_3共混料中CaCO_3含量测定方法对比[J];化纤与纺织技术;2015年01期
11 刘勇;徐国敏;吉玉碧;赵红波;何锦林;谭红;;CaCO_3对聚氯乙烯瓶盖密封垫片蒸发残渣的影响研究[J];塑料工业;2011年08期
12 蒋锡华;曹洁明;郑明波;郭静;邓少高;刘劲松;;三元添加剂水溶液体系制备CaCO_3空心球[J];物理化学学报;2007年08期
13 何寿林;王伟;黄奠坤;刘振宇;;应用钙离子选择性电极对NaCl盐溶液中CaCO_3结晶动力学研究[J];盐业与化工;2008年05期
14 杨林军,沈湘林,漆嘉惠,张允湘;石膏二步法制硫酸钾中CaCO_3结晶过程研究[J];化学工程;2005年03期
15 原华;刘康;原耀楠;冯佳星;;大豆脲酶诱导碳酸钙沉淀的多因素影响分析[J];人工晶体学报;2021年02期
16 刘晨民;刘曦曦;陈小鹏;王伟超;廖丹葵;蒙秀松;童张法;;超重力反应结晶碳化法制备球形碳酸钙[J];化工进展;2021年11期
17 李小明;闻震宇;李怡;杨海博;邢相栋;;添加碳酸钙促进镍渣碳热还原(英文)[J];Transactions of Nonferrous Metals Society of China;2019年12期
18 周绿山;孙莹香;李杰;宋志文;余雪梅;安海霞;王欣;肖娜;;多孔碳酸钙的制备及对阿莫西林的吸附性能[J];化工新型材料;2019年12期
19 赵晓婉;冯清鹏;李杰;彭劼;;不同温度下微生物诱导碳酸钙生成量的研究[J];工业建筑;2019年11期
中国重要会议论文全文数据库 前20条
1 孟远行;刘金刚;苏艳群;;氢氧化钙苛化工艺对白泥碳酸钙形态结构的影响[A];中国造纸学会第十六届学术年会论文集[C];2014年
2 霍殿龙;刘士兴;孙凤茹;;两种节能设备在碳酸钙生产中的应用与推广[A];2005年全国钙镁盐行业会议文集[C];2005年
3 许力国;;塑料专用碳酸钙的开发与应用[A];2005年全国钙镁盐行业会议文集[C];2005年
4 姜世光;;近年中国和世界碳酸钙工业的发展概况[A];2005年全国钙镁盐行业会议文集[C];2005年
5 黄永卓;;碳酸钙技术升级从降耗切入,从应用突破[A];2012年全国镁盐行业年会暨镁化合物分会成立大会专辑[C];2012年
6 曹恒;邵正中;;聚多肽调控下碳酸钙的结晶[A];2009年全国高分子学术论文报告会论文摘要集(上册)[C];2009年
7 侯耀永;杨静漪;杨清芝;;聚合物接枝处理碳酸钙的电镜观察[A];第五次全国电子显微学会议论文摘要集[C];1988年
8 杜志英;;探秘“鸡蛋壳”教学案例[A];2019年河北省教师教育学会第六届中小学教师教学案例论坛文集[C];2019年
9 梁小红;邢丽;向军辉;张复实;焦建彬;宋波;陈世伟;赵春林;;双相界面处聚丙烯酸对碳酸钙组装形貌的调控作用研究[A];第十六届全国高技术陶瓷学术年会摘要集[C];2010年
10 ;《纳米级碳酸钙生产与应用》[A];2005年中国镁盐生产节能降耗、利用新能源高峰研讨会论文集[C];2005年
11 邹孔标;卢文庆;聂素云;;球形碳酸钙的仿生合成研究[A];2006年全国功能材料学术年会专辑[C];2006年
12 盛晨军;何豫基;胡琳娜;万玉辉;;以白云石为原料生产活性氧化镁和微细碳酸钙的工艺研究[A];2006年中国镁盐行业年会暨新技术、新产品、新设备推介会论文集[C];2006年
13 ;碳酸钙产品增白技术[A];2005年全国钙镁盐行业会议文集[C];2005年
14 唐海雄;郭亚平;周玉;贾德昌;;以壳聚糖为添加剂制备单分散碳酸钙微粒[A];第十五届全国高技术陶瓷学术年会摘要集[C];2008年
15 田晓璐;洪海龙;张建斌;竺宁;古杰;张瑞峰;韩利民;;超临界二氧化碳条件下制备粒径均一的纳微米碳酸钙[A];中国化学会第30届学术年会摘要集-第七分会:无机化学前沿[C];2016年
16 杨效登;徐桂英;;(2-羟丙基-3-丁氧基)丙基-丁二酰基壳聚糖调控CaCO_3结晶研究[A];中国化学会第十三届胶体与界面化学会议论文摘要集[C];2011年
17 王照旭;肖长发;安树林;;CaCO_3/聚偏氟乙烯复合膜研究[A];第三届中国膜科学与技术报告会论文集[C];2007年
18 杨冬芝;甄洪鹏;孙俊峰;聂俊;;碳酸钙在聚电解质膜上的结晶研究[A];2006年全国高分子材料科学与工程研讨会论文集[C];2006年
19 严海彪;潘国元;;2-3-7碳酸钙表面处理方法、机理及其在塑料中的应用研究[A];2005年全国钙镁盐行业会议文集[C];2005年
20 向乐凯;李枫;赵宁;王峰;肖福魁;;二氧化碳鼓泡碳化法制备高分散碳酸钙的研究[A];第二届能源转化化学与技术研讨会会议指南2015[C];2015年
中国博士学位论文全文数据库 前20条
1 周爱东;塔板上碳酸钙结垢速率研究[D];南京大学;2010年
2 李丽匣;碳酸钙晶须的一步碳化法制备及应用研究[D];东北大学;2008年
3 刘一;碳酸钙涂层种植体在促进早期骨整合中作用的分析研究[D];武汉大学;2011年
4 朱田震;钢/水界面电化学腐蚀诱导CaCO_3结垢行为研究[D];大连理工大学;2019年
5 马晓坤;碳酸钙等纳米粒子的表面修饰及与PMMA复合微球的制备[D];吉林大学;2008年
6 涂贞军;碳酸钙粉对混凝土二氧化碳养护和后续水养护的影响[D];湖南大学;2017年
7 陈雪;高分子复合材料的界面研究[D];吉林大学;2010年
8 陈李洁;碳酸钙改性红黏土工程地质特性研究[D];桂林理工大学;2021年
9 蔡国斌;无定形碳酸钙的一些合成、转化及性质研究[D];中国科学技术大学;2010年
10 王波;脱硫石膏矿化CO_2制备均一球霰石型CaCO_3机理研究[D];山西大学;2021年
11 陈绍锋;几种矿物的低温液相合成、生长机理及其性能研究[D];中国科学技术大学;2009年
12 钱匡亮;纳米CaCO_3对水泥基材料的作用、机理及应用研究[D];浙江大学;2011年
13 苏境坦;ACCBP对无定形碳酸钙形成与转化调控机制的研究[D];清华大学;2013年
14 徐执扬;纳米碳酸钙/聚-L乳酸、晶须碳酸钙/聚-L乳酸复合材料的合成与实验研究[D];吉林大学;2004年
15 孙潇昊;微生物矿化机理与混凝土裂缝修复应用研究[D];东南大学;2019年
16 王训遒;纳米CaCO_3的改性、分散及其复合涂料的制备[D];郑州大学;2006年
17 薛苹苹;干旱半干旱区土壤碳酸钙积累对于油蒿表型可塑性的影响及其机理研究[D];南开大学;2014年
18 孙慧翠;纳米CaCO_3对水合物形成影响及其机理研究[D];中国地质大学;2019年
19 杨东;N25改变碳酸钙形貌的机理及框架蛋白分布模式的研究[D];清华大学;2019年
20 赵大洲;两种形态介孔二氧化硅的功能化及不同形貌碳酸钙的制备[D];吉林大学;2013年
中国硕士学位论文全文数据库 前20条
1 胡玉斌;六水合碳酸钙(CaCO_3·6H_2O)在海冰中形成及稳定条件的研究[D];中国海洋大学;2010年
2 谭锦;掺铝碳酸钙除磷及CaCO_3/沸石复合材料同时去除氮磷的研究[D];苏州科技学院;2015年
3 于亚杰;方解石制备碳酸钙晶须的影响因素及机理研究[D];沈阳化工大学;2021年
4 王倩倩;碳酸钙矿物的晶型调控试验研究[D];内蒙古科技大学;2020年
5 袁可;球形碳酸钙的生产新工艺及其应用性能研究[D];西南大学;2008年
6 张玉申;碳酸钙冷指结垢及预测模型研究[D];中国石油大学(北京);2020年
7 贾晓辉;以白云石为原料制备特殊形貌碳酸钙及机理研究[D];沈阳化工大学;2021年
8 王东意;白云石一步法制备氢氧化镁和碳酸钙及机理探究[D];沈阳化工大学;2021年
9 蔡龙;温敏型共聚物诱导下大孔碳酸钙的制备研究[D];辽宁大学;2017年
10 马俊;针状碳酸钙的碳化法制备及其表面改性研究[D];浙江工业大学;2011年
11 沈家源;复合碳酸钙的高温制备技术研究与应用[D];浙江工业大学;2012年
12 郑天文;碳酸钙微球的合成及其载药缓释性能研究[D];华东理工大学;2017年
13 李香琴;水系统中微生物与碳酸钙混合垢生成动态行为的研究[D];大连理工大学;2001年
14 张米博;基于循环经济理论褒城碳酸钙产业园区建设规划研究[D];长安大学;2020年
15 蔡知珉;定-转子反应器制备球形碳酸钙研究[D];北京化工大学;2019年
16 王旭鹏;磷酸钙和碳酸钙材料的形貌调控[D];辽宁师范大学;2016年
17 彭玉娇;碳化法制备球形碳酸钙的研究[D];广西大学;2017年
18 张卓娜;碳酸钙的仿生矿化[D];浙江大学;2012年
19 李冈效;碳酸钙在液体硅橡胶中的分散方法研究[D];北京化工大学;2017年
20 曾蓉;电石渣制备活性碳酸钙晶须的工艺研究[D];石河子大学;2013年
中国重要报纸全文数据库 前20条
1 特约评论员 苏敏忠;加快四个“转变” 推进碳酸钙产业发展[N];来宾日报;2020年
2 本报记者 何彩威;把石头“链”成“真金白玉”[N];来宾日报;2021年
3 莫鸿鲲;广西碳酸钙行业协会产学研融资对接座谈会举办[N];中国建材报;2021年
4 本报记者 蒙进煌;雷应敏代表:碳酸钙产业发展还需“补钙”[N];广西日报;2020年
5 首席记者 王琼杰 通讯员 徐彦泓 郭佳;奋战保物资 幕后多奉献[N];中国矿业报;2020年
6 本报记者 蒙进煌;精美的“石头”会唱歌[N];广西日报;2019年
7 本报见习记者 辛雨;与新型碳酸钙的“不期而遇”[N];中国科学报;2019年
8 记者 蒙进煌 通讯员 覃丽丽;合山推动碳酸钙产业绿色发展[N];广西日报;2019年
9 记者 胡铁军;国内外企业云集来宾共谋发展[N];广西日报;2019年
10 记者 唐群峰 通讯员 何少凤;兴业碳酸钙产业迈向“高精尖”[N];广西日报;2019年
11 记者 王瑜;共商碳酸钙行业高质量发展[N];中国自然资源报;2019年
12 雅安日报、北纬网记者 杨宇龙;做活“石头经济” 努力打造百亿级碳酸钙新材料产业集群[N];雅安日报;2019年
13 徐彦泓;二〇一九中国(贺州)碳酸钙产业发展论坛举行[N];中国建材报;2019年
14 记者 王琼杰;贺州打造碳酸钙深加工产业示范基地[N];中国矿业报;2019年
15 全媒体记者 郭亮廷;借助“东风”推动矿山生态 修复暨碳酸钙产业发展[N];郴州日报;2019年
16 记者 崔雪芹;像做塑料那样制备碳酸钙[N];中国科学报;2019年
17 记者 苏东华;企业关了一大半 产值较2014年增长300%[N];绵阳日报;2019年
18 记者 唐广生 通讯员 潘丽娜;碳酸钙产业规模明年要破千亿元[N];广西日报;2019年
19 本报记者 蒙华;广西贺州:全力打造世界碳酸钙之都[N];中国建材报;2019年
20 记者 骆怡;贺州东融石材碳酸钙交易中心启用[N];广西日报;2019年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978