Khảo sát một số yếu tố ảnh hưởng lên hình thái hạt CaCO3 trong quá trình chế tạo bằng phương pháp đồng kết tủa.

Abstract

Những năm gần đây, calcium carbonate CaCO3 nhận được nhiều sự quan tâm do có cấu trúc tinh thể đa dạng, chi phí thấp và tính thân thiện với môi trường. Hình thái và pha tinh thể của CaCO3 đóng vai trò quan trọng trong việc quyết định tính chất của nó. Do đó, khảo sát ảnh hưởng của các yếu tố như thời gian kết tinh, nồng độ ban đầu, nhiệt độ phản ứng và nhiệt độ nung để tìm hiểu quá trình tạo thành CaCO3. Trong thí nghiệm này, hạt CaCO3 được chế tạo bằng phương pháp đồng kết tủa từ dung dịch CaCl2 và Na2CO3 dưới điều kiện khuấy liên tục. Khi phản ứng xảy ra tạo kết tủa. Sau đó đem lọc kết tủa, rửa sạch bằng nước cất, rồi đem sấy khô và nghiền mịn để thu được mẫu bột. Kết quả thu được từ phương pháp kết tinh nhiều lần cho thấy quá trình kết tinh trên mầm có sẵn và sự hình thành mầm mới diễn ra đồng thời. Tuy nhiên kích thước hạt không tăng dần như kỳ vọng mà lại xuất hiện nhiều hạt nhỏ trong mẫu. Điều này cho thấy quá trình hình thành tinh thể diễn ra cạnh tranh giữa hai cơ chế. Ở nồng độ dung dịch ban đầu cao, sản phẩm chủ yếu là pha vaterite, trong khi ở nồng độ thấp hơn, pha calcite ổn định được hình thành. Kết quả tại các nhiệt độ phản ứng khác nhau cho thấy sự xuất hiện của hai pha khác biệt. Tại nhiệt độ phòng hình thành pha ổn định, còn ở nhiệt độ cao hơn xuất hiện pha aragonite kém ổn định. Khi nung CaCO3 ở các mức nhiệt khác nhau, phản ứng phân hủy nhiệt xảy ra tạo thành CaO. Đặc biệt, ở nhiệt độ cao, CaO có xu hướng xảy ra hiện tượng thiêu kết, làm ảnh hưởng đến hình thái và cấu trúc hạt. Những kết quả này nhằm hiểu rõ mối liên hệ giữa điều kiện tổng hợp và hình thái hạt CaCO3, góp phần định hướng ứng dụng CaCO3 trong công nghiệp.