تولید نانو کربنات کلسیم+[10 کاربرد مفید تولید نانو کربنات کلسیم]

این کربنات کلسیم نانو نانو ماده پیشرفته است، تولید نانو کربنات کلسیم طی یک روز تقریبا 140 تن در جهان است که این ماده با توجه به کارایی زیاد آن رشد زیادی در صنایع مختلف ایجاد کرده است.

نانو کربنات کلسیم چیست؟

نانو کربنات یک ماده طبیعی و معدنی میباشد که در ابعاد نانومتری(بین 1 تا 100 نانومتر)ساخته میشود و بطور کلی به نمک های کربنات اشاره دارد که به شکل نانو ذرات درست شده است.
با توجه به کربنات کلسیم که در مقیاس میکرومتری وجود دارد، نانو کربنات کلسیم به سبب اندازه کوچکی که دارد آن را در برخی ویژگی های خود بی مانند میسازد که به همین دلیل برای کارهای گوناگون از آن استفاده می شود.

نانو کربنات چه خواص فیزیکی دارد؟

• اندازه ذرات: ذرات نانو کربنات کلسیم معمولا بین 20 تا 100 نانومتر هستند، کوچک بودن این ذرات باعث افزایش سطح مقطع می شود که عملکرد بهتر نسبت به کربنات کلسیم معمولی را به ارمغان می آورد.
• سطح ویژه بالا: یکی دیگر از ویژگی های فیزیکی نانو کربنات سطح ویژه بالای آن است که به دلیل کوچک بودن ذرات و نسبت سطح به حجم بالا، امکان تعامل بیشتری با مواد دیگر را فراهم میسازد.
• شفافیت نوری :نانو کربنات به همان دلیل همیشگی(کوچک بودن)در برخی از جاها به صورت نیمه شفاف عمل میکند که همین امر باعث شده در تولید رنگ، پوشش ها و پلاستیک های شفاف استفاده شود.
• پخش پذیری بهتر: نانو کربنات به دلیل ریز بودن ذرات در محیط های مختلف پخش می شوند و از تشکیل کلوخه جلوگیری میکند، این ویژگی در صنعت لاستیک سازی و پلاستیک سازی اهمیت ویژه ای دارد و باعث بهبود کیفیت آنها میشود.

فرایند تولید نانو کربنات کلسیم چگونه است؟

تکنیک و روشهای متنوعی است که میتواند به تولید نانو کربنات کلسیم با خواص شیمیایی و فیزیکی خاص منجر شود.

روش تولید نانو کربنات کلسیم به صورت شیمیایی:

سنتز شیمیایی: شامل واکنش های شیمیایی برای تولید نانو ذرات(نانو کربنات کلسیم)است، معمولا از مواد اولیه مانند کلرید کلسیم و بی کربنات سدیم استفاده میشود.
در این روش محلول ها به هم اضافه می شوند و واکنش ایجاد میشود که منجر به تشکیل ذرات کلسیم کربنات میشود.

روش تولید نانو کربنات کلسیم به حالت فیزیکی:

مانند تبخیر کندانس یا روش سونوشیمیایی که در این روش ها ذرات در دما و فشار کنترل شده تولید میشوند.

خواص شیمیایی مهم نانو کربنات کلسیم چیست؟

واکنش پذیری:نانو کربنات کلسیم به دلیل اندازه کوچک و نسبت سطح به حجم بالا، این خاصیت به آن اجازه میدهد تا به سرعت با اسید ها واکنش داده و محصولات جانبی از خود بجای بگذارد.
خاصیت قلیایی:نانو کربنات کلسیم خاصیت قلیایی دارد و میتواند بعنوان یک تنظیم کننده ph یا بافر در محیط های اسیدی استفاده شود.
پایداری حرارتی:نانو کربنات کلسیم در دمای پایین نسبت به مواد دیگر پایدار تر است، اما در دمای بالاتر به آهک و دی اکسید کربن تجزیه میشود که از این خاصیت برای کارهایی که نیاز به تخریب حرارتی دارند استفاده میشود.

جایگاه ایران در تولید نانو کربنات کلسیم کجاست؟

کاربرد های نانو کربنات چیست؟

نانو کربنات کلسیم به دلیل دارا بودن خواص منحصر به فرد در صنایع مختلف مورد استفاده قرار میگیرد برای مثال:
صنعت پلاستیک و پلیمر: نانو کربنات به عنوان یک افزودنی تقویت کننده در مواد پلاستیکی و پلیمری استفاده میشود.این ماده باعث بهبود سختی، سفتی و مقاومت به ضربه در محصولات پلیمری میشود. استفاده از نانو کربنات باعث بهبود ظاهر سطح محصولات پلاستیکی، کاهش خط و خش و افزایش کیفیت سطحی میشود. همچنین به دلیل ارزان بودن کربنات کلسیم اضافه کردن آن به پلاستیک و پلیمر منجر به کاهش هزینه میشود.

صنعت رنگ و پوشش: نانو کربنات کلسیم به عنوان یک پر کننده در رنگ ها و پوشش ها به کار میرود، این ماده میتواند خواص فیزیکی و شیمیایی رنگ را بهبود بخشد و همچنین افزایش مقاومت به سایش و دوام رنگ شود.
صنعت کاغذ: نانو کربنات در کاغذ سازی برای بهبود خواص سطحی کاغذ و افزایش قابلیت چاپ استفاده میشود. نانو کربنات کلسیم با کاهش زبری سطح کاغذ و افزایش سطح مکانیکی، کیفیت کاغذ را بهبود میدهد.
صنعت لاستیک:نانو کربنات کلسیم در صنعت لاستیک برای بهبود ویژگی های فیزیکی مانند استحکام کششی، انعطاف پذیری و مقاومت در برابر سایش استفاده میشود و همچنین وزن لاستیک را پایین می آورد.

صنایع داروسازی: به عنوان حامل دارو در سیستم داروسازی استفاده میشود، به دلیل زیست سازگاری بالای ان، برای حمل و انتقال دارو ها به بافت های خاص بدن مفید است.
صنعت آرایشی و بهداشتی: نانو کربنات کلسیم در لوازم آرایشی مانند پودر های مات کنند و کرم ها برای افزایش پایداری و بهبود خواص حسی مورد استفاده قرار میگیرد و همچنین در محصولات مراقبتی پوست و لوازم بهداشتی برای بهبود بخش پذیری مواد فعال بر روی سطح پوست استفاده میشود.

صنعت ساختمان:نانو کربنات کلسیم به عنوان یک افزودنی به بتن و سیمان می تواند مقاومت مکانیکی و دوام آن را افزایش دهد.

صنعت نفت و گاز: در مایعات حفاری به عنوان عامل کنترل چگالی و بهبود عملکرد حفاری استفاده میشود، و همچنین این ماده برای رفع گرفتگی و انسداد در خطوط لوله های نفت و چاهای نفتی بکار میرود.

صنایع غذایی:نانو کربنات کلسیم به عنوان افزودنی در مواد غذایی برای تامین کلسیم بدن و افزایش ارزش تغذیه ای به کار میرود.

زیست محیطی:نانو کربنات کلسیم به عنوان جاذب آلاینده ها در تصفیه اب و هوا استفاده میشود، برای خنثی سازی آلاینده های اسیدی هم به کار گرفته میشود.

کنترل شرایط واکنش چیست؟

کنترل PH محلول و دمای واکنش تاثیری زیادی بر اندازه و شکل نانو ذرات دارد، معمولا PH بین 8 تا 10 برای تولید نانو ذرات CACO3 مناسب است.

نحوه تثبیت پالایش چگونه است؟

پس از تولید، نانو ذرات معمولا نیاز به پالایش دارند تا از ذرات بزرگتر یا ناخالصی ها پاک شوند.
این فرایند شامل شستشو با آب مقطر و خشک کردن ذرات در دمای مناسب است.
جمع بندی:
نانو کربنات یک ماده طبیعی و معدنی است که طی فرایندی به اندازه نانو میرسد و کارایی زیادی در صنایع مختلف دارد و در هر کشور تولید نانو کربنات کلسیم از اهمیت ویژه ای برخوردار است.