Canxi cacbonat là một nguyên liệu khoáng phi kim loại cơ bản. Người ta sử dụng các vật liệu gốc canxi cacbonat trong nhiều sản xuất khác nhau. Nó quan trọng đối với cả nền kinh tế quốc dân và cuộc sống hàng ngày. Canxi cacbonat được ứng dụng rộng rãi trong nhựa, lớp phủ kiến trúc, sơn, làm giấy, cao su, mực, chất tạo màu, chất kết dính, chất trám, sản phẩm chăm sóc cá nhân, kem đánh răng, thực phẩm, dược phẩm và nhiều lĩnh vực khác.
Do có sẵn dồi dào, giá thành thấp, phạm vi sử dụng rộng, chế biến đơn giản và công nghệ thích ứng, canxi cacbonat đã thu hút sự chú ý đáng kể của ngành công nghiệp. Nó đóng vai trò quan trọng như một vật liệu nền tảng cho các ngành công nghiệp mới nổi và các ứng dụng công nghệ cao.
1. Ứng dụng trong Vật liệu tổng hợp gốc polyme
Có nhiều cách chế biến và sử dụng canxi cacbonat theo truyền thống. Tuy nhiên, râu canxi cacbonat—với cấu trúc dạng sợi giống thanh—có thể tăng cường các tính chất cơ học của vật liệu polyme, bao gồm độ bền kéo, độ bền uốn và khả năng chống va đập, và do đó đã thu hút được sự quan tâm nghiên cứu.
Các nghiên cứu cho thấy chỉ cần thêm 0,1% theo khối lượng canxi cacbonat có thể tăng mô đun động của PHBV lên 76% và mô đun mất mát lên 175%. Độ kết tinh được cải thiện của vật liệu tổng hợp và độ quanh co tăng lên của các đường dẫn khí làm giảm đáng kể độ thấm oxy và hơi nước.
2. Ứng dụng trong vật liệu chống cháy
Trong khả năng chống cháy, trong vật liệu composite gốc polyme và sửa đổi gỗ, canxi cacbonat cũng rất hữu ích. Trong vật liệu composite sợi polyme/tự nhiên, nó đặc biệt quan trọng. Canxi cacbonat tinh thể có thể đóng vai trò vừa là chất gia cường vừa là chất chống cháy.
Khi đun nóng, canxi cacbonat phân hủy và giải phóng CO₂, làm giảm nhiệt độ bề mặt của vật liệu đang cháy, làm loãng khí dễ cháy và hoạt động như một rào cản ngăn chặn sự khuếch tán oxy - đạt được hiệu quả chống cháy.
3. Ứng dụng trong Hydrogel
Trong điều kiện axit, canxi cacbonat thúc đẩy tái tạo mô và có thể phân hủy sinh học trong cơ thể. Môi trường hơi axit điều chỉnh việc giải phóng các ion canxi, tạo thành liên kết ion trong hydrogel để cải thiện độ bền cơ học của chúng.
Để nâng cao hơn nữa hiệu suất sinh học, các nhà nghiên cứu thường kết hợp canxi cacbonat với các vật liệu vô cơ khác trong công thức hydrogel.
4. Ứng dụng trong vật liệu quang xúc tác
Nghiên cứu đã chỉ ra rằng việc kết hợp các khuyết tật nhóm xyanua với canxi cacbonat làm tăng đáng kể hiệu quả loại bỏ NOₓ của nitrua cacbon graphit (g-C₃N₄), tăng từ 34,05% (không biến đổi) lên 51,18%.
Điều này được quy cho các tính chất cơ bản của canxi cacbonat và vai trò của nó trong việc trung hòa các oxit nitơ có tính axit. Khi kết hợp với g-C₃N₄, canxi cacbonat không chỉ hỗ trợ hấp phụ NOₓ thông qua tương tác axit-bazơ mà còn hoạt động như một trung tâm truyền tải cho các chất mang điện tích được tạo ra do quang học, tạo điều kiện cho quá trình phân hủy quang xúc tác hiệu quả của khí NOₓ.
5. Ứng dụng trong Vật liệu Năng lượng Mới
Pin kẽm-không khí, giống như pin sạc nước có những ưu điểm như an toàn, chi phí thấp và thân thiện với môi trường, khiến chúng trở thành công nghệ lưu trữ năng lượng xanh đầy hứa hẹn. Tuy nhiên, chúng thường bị giảm dung lượng nhanh và độ ổn định chu kỳ kém.
Các nhà nghiên cứu đã phát hiện ra rằng việc phủ nano canxi cacbonat lên cực dương kẽm sẽ cải thiện độ bền của pin bằng cách hướng dẫn quá trình lắng đọng và giải phóng các ion kẽm đồng đều và có trật tự trong các chu kỳ sạc và xả.
6. Ứng dụng trong vật liệu làm mát bức xạ
Tính chất phát xạ hồng ngoại của vật liệu vô cơ chủ yếu xuất phát từ nhóm anion của chúng. Canxi cacbonat thể hiện khả năng phát xạ hồng ngoại tuyệt vời trong cửa sổ khí quyển (8–13 μm).
Là một vật liệu có sẵn rộng rãi—có nguồn gốc từ các nguồn tự nhiên như vỏ sò và vỏ trứng—canxi cacbonat cho phép tái chế chất thải sinh khối thành vật liệu làm mát bức xạ. Điều này không chỉ giúp giảm chi phí mà còn hỗ trợ phát triển bền vững.
Hiện nay, canxi cacbonat thường được kết hợp với polyme và phụ gia chức năng để sản xuất lớp phủ composite. Trong nhiều trường hợp, làm mát bức xạ được tích hợp với các chức năng khác để tăng cường hiệu suất thông qua điều chỉnh nhiệt thụ động.
7. Ứng dụng trong lưu trữ năng lượng nhiệt
Canxi cacbonat có độ dẫn nhiệt, tính chất cơ học, khả năng bịt kín và độ ổn định hóa học tuyệt vời. Nó có thể được sử dụng để đóng gói các vật liệu thay đổi pha trong các vi nang. Vỏ vi nang được hình thành có tính chất bảo vệ tốt và tuổi thọ dài hơn. Hơn nữa, canxi cacbonat thân thiện với môi trường và các vi nang được tạo ra bằng nó là vật liệu bền vững. Các vật liệu thay đổi pha được đóng gói chủ yếu bao gồm các hệ thống n-octadecane hoặc parafin tổng hợp.
8. Ứng dụng trong điều trị ung thư
Canxi cacbonat, do giá thành thấp, khả năng hấp thụ sinh học tốt và khả năng tương thích sinh học, có thể được sử dụng trong các hệ thống phân phối thuốc để điều trị ung thư. Tuy nhiên, canxi cacbonat có kích thước micron thông thường, do độ kết tinh cao, làm giảm tốc độ phân hủy của nó trong các hệ thống sinh học, ảnh hưởng nghiêm trọng đến hiệu quả giải phóng thuốc. Các nhà khoa học đã sử dụng các hạt nano canxi cacbonat vô định hình làm hệ thống phân phối thuốc. So với canxi cacbonat tinh thể, canxi cacbonat vô định hình dễ thủy phân hơn trong môi trường nội bào, thuận lợi hơn cho việc giải phóng thuốc.
9. Ứng dụng trong lĩnh vực sản xuất giấy mới
Các nhà nghiên cứu đã chế tạo canxi cacbonat mềm dẻo, có thể biến dạng với tỷ lệ chiều dài trên đường kính cao bằng cách sử dụng nanocellulose làm khuôn mẫu. Đầu tiên, nanocellulose được phân tán trong nước và sau khi khuấy kỹ, carbon dioxide được đưa vào, khiến canxi oxit hình thành canxi cacbonat xung quanh nanocellulose tại chỗ. Canxi cacbonat thu được rộng 10–30 μm và dài 30–200 μm, được hấp phụ lên bề mặt của nanocellulose và không dễ bị xẹp. Canxi cacbonat mềm dẻo, có thể biến dạng này được thêm vào bột giấy và tạo thành giấy bằng phương pháp ép ướt. Cellulose trong giấy có hàm lượng canxi cao có lực liên kết mạnh và độ bền kéo tuyệt vời. Tính biến dạng của canxi cacbonat mang lại bề mặt mịn hơn cho giấy. Phương pháp này có thể chuyển đổi sản xuất giấy từ gốc gỗ sang gốc canxi cacbonat, giảm việc sử dụng gỗ và góp phần vào sự phát triển bền vững của ngành công nghiệp giấy.
10. Ứng dụng trong vật liệu xây dựng
Râu canxi cacbonat tương thích với phụ gia xi măng và thường được sử dụng để tăng cường xi măng. Bê tông thông thường dễ bị nứt khi va chạm, nhưng râu canxi cacbonat có thể kiểm soát sự phát triển của vết nứt. Trong những năm gần đây, việc sử dụng râu canxi cacbonat, sợi thép không gỉ, sợi bazan và các sợi lai đa tỷ lệ khác để gia cố bê tông đã trở thành xu hướng ngày càng tăng.
11. Ứng dụng trong xử lý nước
Canxi cacbonat có khả năng đệm, khả năng trung hòa và tính chất hấp phụ tuyệt vời, làm cho nó phù hợp để xử lý nước và nước thải. Trong xử lý nước, canxi cacbonat có thể điều chỉnh độ pH, loại bỏ các ion ô nhiễm và điều chỉnh độ cứng của nước. Nó đóng vai trò quan trọng trong việc làm giảm sự hình thành cặn, ngăn ngừa tắc nghẽn đường ống và cải thiện hiệu quả sử dụng tài nguyên nước. Trong xử lý nước thải, canxi cacbonat có thể hấp phụ các chất ô nhiễm hữu cơ và các ion kim loại nặng. Điều này có thể làm giảm nồng độ các chất có hại trong nước thải, do đó làm sạch tài nguyên nước.
12. Ứng dụng trong cải tạo đất
Trong quá trình phục hồi đất ô nhiễm, canxi cacbonat có thể kết tủa nhiều ion kim loại nặng và điều chỉnh độ pH của đất. Điều này làm cho nó trở thành một tác nhân phục hồi đất quan trọng. Trong các ứng dụng thực tế, canxi cacbonat thường được sử dụng kết hợp với các loại đất sét khác để có kết quả phục hồi tốt hơn. Vì sản xuất canxi cacbonat đòi hỏi mức tiêu thụ năng lượng cao và lượng khí thải carbon đáng kể, những tiến bộ gần đây trong công nghệ Kết tủa canxi cacbonat do vi khuẩn (MICP). Nó có mức tiêu thụ năng lượng thấp và lượng khí thải carbon thấp, cho thấy triển vọng lớn trong việc phục hồi đất. MICP đã hoạt động xuất sắc trong cả xử lý nước thải và phục hồi ô nhiễm đất.
Bột sử thi
Máy móc bột Epic là nhà sản xuất hàng đầu về thiết bị chế biến bột tiên tiến, chuyên về hệ thống nghiền siêu mịn, phân loại và biến đổi. Với nhiều thập kỷ kinh nghiệm và công nghệ cốt lõi của Châu Âu, chúng tôi cung cấp các giải pháp tùy chỉnh cho canxi cacbonat và các khoáng chất phi kim loại khác, hỗ trợ đổi mới trong các ngành công nghiệp như vật liệu mới, lưu trữ năng lượng, lớp phủ và bảo vệ môi trường. Liên hệ với chúng tôi để tìm hiểu thêm về hệ thống xử lý bột hiệu quả và đáng tin cậy của chúng tôi.