两种稀土元素对纳米碳酸钙结晶的影响

钱德全,徐大瑛,耿文娟，薛 瑞

(兰州城市学院化学化工学院 城市环境污染控制甘肃省高校省级重点实验室，甘肃 兰州 730070)

纳米碳酸钙是一种无机非金属矿物纳米材料，具有较高的开发价值[1-2]。纳米碳酸钙作为一种重要的超细粉体材料，具有比表面积大、粒径可控等特点[3]，已在油墨、橡胶、造纸、塑料、涂料、医药和日用品等行业得到广泛使用[4-5]。

纳米碳酸钙的性能取决于形貌形态、化学组成、粒径大小与分布等指标，其中颗粒的形貌形态是关键因素之一[6-7]。纳米碳酸钙主要有文石型、球霰石型、方解石型等晶型，通常以较稳定的方解石型存在。在不同晶型控制剂的影响下，纳米碳酸钙可以呈现不同的晶型，或者以几种晶型混合的形式存在[8-10]。通过控制反应条件和晶型控制剂，可以制备球形、立方形、锁链形、菱形以及各种形状混合的不同形貌的纳米碳酸钙，提高其应用性能[1,7,9]。

作者利用CaCl2和Na2CO3生成碳酸钙沉淀这一常见的复分解反应[1,11]，在反应体系中分别加入三氯化镧(LaCl3)、三氯化钕(NdCl3)作为晶型控制剂，通过红外光谱仪(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)、X-射线衍射仪(XRD)等对产物进行表征，考察两种稀土元素的加入对纳米碳酸钙结晶的影响。

1 实验

1.1 试剂与仪器

CaCl2、Na2CO3、LaCl3、NdCl3、KBr，分析纯；实验用水为蒸馏水，自制。

JSM-6701F型冷场发射扫描电子显微镜，Nippon-optical；D8-Advance型X-射线衍射仪，德国Bruker；Nicolet iS5N型红外光谱仪，Thermo Scientific；MS105DU型电子分析天平，Mettler Toledo；SHB-ⅢS 型循环水式多用真空泵，上海高致精密仪器有限公司；101-1型电热鼓风干燥箱，北京科伟永兴仪器有限公司。

1.2 纳米碳酸钙的制备

在水浴、搅拌条件下将加热至60 ℃的CaCl2水溶液和Na2CO3水溶液迅速混合，水浴温度保持60 ℃，搅拌使之充分反应3 h；……