您的位置： 首页 > 最新资讯 > 碳酸钙基先进功能材料的新型应用 >
碳酸钙作为日常工业生产中重要的非金属矿物类基础原料，有“工业粮食”之称，与国民经济和生活密切相关。碳酸钙被广泛应用于塑料、建筑涂料、油漆、造纸、橡胶、油墨、颜料、胶黏剂、密封胶、日化、牙膏、食品、医药等领域。由于来源广、成本低，应用广、工艺简便、技术灵活多变，碳酸钙受到业界的重视，是发展新兴产业和高新技术的重要支撑材料。
1、碳酸钙在聚合物基复合材料中的应用
传统碳酸钙的制备及应用已有较广泛的报道， 碳酸钙晶须由于柱状纤维结构、可以提高高分子材料的拉伸强度、弯曲强度、冲击韧性等力学性能，受到研究人员的关注。相关研究结果表明，质量分数0.1%的碳酸钙可以将 PHBV 的动态弹性模量提高 76%，损耗模量提高 175%。由于复合材料结晶度的提高和气体穿透路径曲折度增加，透氧率和水蒸气透过率均有明显的下降。
2、在阻燃材料中的应用
在阻燃方面，碳酸钙主要应用于聚合物基复合材料、木材改性等方面，尤其是聚合物/天然纤维复合材料。碳酸钙，尤其是晶态碳酸钙，既可以作为聚合物的增强剂，也可以作为聚合物的阻燃剂使用。碳酸钙受热分解出二氧化碳气体，可以降低燃烧物表面温度，稀释可燃性气体浓度，同时隔绝氧气往燃烧物内部扩散，从而达到阻燃的目的。
3、在水凝胶中的应用
在酸性条件下，碳酸钙可以促进生物组织的再生，并且碳酸钙可以在体内降解，弱酸性环境可以调控碳酸钙的钙离子释放；钙离子可以在水凝胶中形成离子键，提高水凝胶的力学强度。而且，为了获得水凝胶优良的生物性能，研究人员往往将碳酸钙与其他无机材料复配使用。
4、在光催化材料中的应用
研究表明，氰基缺陷和碳酸钙协同作用之后的氮化碳对氮氧化物的消除率达到 51.18%，明显高于没改性的氮化碳对氮氧化物的消除率 34.05%。原理是，碳酸钙作为碱性化合物，将碳酸钙与石墨相氮化碳复合，既可以发挥碳酸钙与氮氧化物的酸碱中和作用吸附氮氧化物，协助氮化碳通过光催化消除氮氧化合物，而且碳酸钙可以作为光生载流子的转移中心，使载流子与氮氧化物相互接触，有效地发挥氮化碳的光催化作用。
5、在新能源材料中的应用
锌空气电池是一款水系可充放电池，具有安全、成本低、环境友好等优点，是具有发展前景的绿色储能器件。但锌空气电池的容量衰减较快、循环稳定性较差。有学者在锌负极表面涂覆纳米碳酸钙，由于纳米碳酸钙诱导锌离子在锌负极表面均匀有序地嵌入和释放，从而提高电池的耐久性。
6、在辐射制冷材料中的应用
无机材料的红外发射基团主要是阴离子基团，碳酸钙在大气窗口(8~13 μm)具有良好的红外发射性能，而且原料来源广泛，贝壳、蛋壳等废弃物都是碳酸钙的原料，可以循环利用生物质资源制备碳酸钙辐射制冷材料，不但具有成本优势，而且有利于该技术的可持续发展。目前采用较多的办法将碳酸钙与其他高分子材料和助剂制备成复合涂层，而且往往将辐射制冷技术与其他功能相结合，通过辐射制冷技术强化其他功效。
7、在热能储存中的应用
碳酸钙具有良好的导热性能、力学性能、密封性能和化学稳定性，可用于微胶囊包覆相变材料，所制备的微胶囊皮层具有良好的保护作用，而且具有更长的使用寿命。而且碳酸钙又绿色环保，所制备的微胶囊包覆相变材料对环境友好，是可持续发展材料。所包覆的相变材料主要有正十八烷或复配的石蜡体系。
8、在肿瘤治疗中应用
碳酸钙由于成本低、生物易吸收、生物相容性好，可以用于做肿瘤治疗的药物释放系统。但典型的微米尺度的碳酸钙由于结晶度高，降低碳酸钙在生物系统的降解速率，严重破坏药物释放效率。科学家采用非晶态碳酸钙纳米粒子作为药物释放系统。与晶态碳酸钙相比，非晶态碳酸钙更容易在细胞内环境水解，更有利于药物释放。
9、在新型造纸领域中的应用
有学者以纳米纤维素为模板制备出高长径比的柔性可变形碳酸钙。首先将纳米纤维素分散于水中，搅拌均匀之后通入二氧化碳，使氧化钙围绕纳米纤维素原位生成碳酸钙。所生成的碳酸钙宽 10~30 μm、长 30~200 μm，吸附于纳米纤维素表面，而且不容易坍塌。将该柔性可变形碳酸钙添加于木浆中，通过湿压法制成纸张，高钙纸张的纤维素之间的黏结力强，具有优良的拉伸强度；碳酸钙的可变性特性赋予纸张更光滑的表面。该方法可以使纸张由木材为主向碳酸钙为主转变，减少木材的使用，有助于造纸行业的可持续发展。
10、在建筑材料中的应用
碳酸钙晶须与水泥的相容剂较好，常用于水泥增强。一般的混凝土受冲击容易产生裂纹，而碳酸钙晶须可以控制裂纹的发展。而且，近年来，采用碳酸钙晶须、不锈钢纤维、玄武岩纤维等多尺度杂化纤维增强混凝土成为一种发展趋势。
11、在水处理中的应用
碳酸钙具有良好的缓冲作用、中和能力和吸附性能，可以应用于水处理和废水处理。在水处理方面，碳酸钙可以调节 pH、去除污染性离子和调节水质硬度，对缓解水垢形成、防止水管堵塞、提高水资源利用效率等方面发挥重要作用。在废水处理方面，碳酸钙可以吸附废水中的有机污染物和重金属离子，降低废水中有害物质的含量，从而达到净化水资源的目的。
12、在土壤治理中的应用
在污染土治理方面，碳酸钙可以沉淀多种重金属离子，又可以调节土壤的 pH，是污染土的重要修复剂。在实际应用中，碳酸钙往往与其他黏土配合使用，获得更好的治理效果。由于生产碳酸钙需要较高的能耗和较大的碳排放，近年来采用微生物诱导碳酸钙沉淀技术(MICP)能耗低、碳排放量少，是最具有应用前景的污染土治理技术之一，无论是在污水处理，还是在污染土治理，MICP 都有优秀的表现。
免责声明：内容来源于互联网公开信息，转载的目的在于传递分享及交流，并不意味着赞同其观点或证实其真实性，也不构成其他建议。仅供分享交流，不为其版权负责，版权归属原作者、原出处。如涉版权，请联系我们及时修改或删除。
