成果简介
碳酸钙作为自然界广泛存在的一种矿物，有重质碳酸钙与轻质碳酸钙之分。普通的重质碳酸钙具有较小的比表面积，应用单一，缺乏竞争力。因此具有大的比表面积和丰富的孔隙结构的多孔碳酸钙具有更优的性能和更加广泛的应用。目前多孔碳酸钙的制备方法多采用模板法、乳状液膜法、共沉淀法、溶剂/水热法、凝胶结晶法等，通过不同的制备方法可以得到形貌各异的多孔碳酸钙颗粒。但这些方法大多工艺复杂、反应条件苛刻，难以在工业上大规模应用。我国重质碳酸钙产量巨大，非常具有价格优势，目前已有专利采用重质碳酸钙来制备多孔碳酸钙。
克服现有技术的不足，本成果提供一种能耗低、工艺简单、不需要特殊反应设备且具有良好孔隙结构的多孔碳酸钙的制备方法。并设计和优化多孔碳酸钙的工艺条件（如通过聚丙烯酸改性重质碳酸钙；选择氯化钙、碳酸钠和十二烷基硫酸钠；反应时间和反应温度）；同时提供一种利用固相反应制备多孔碳酸钙，并对其进行改性的方法，以氯化钙作为钙源，碳酸铵为碳源，加入有机胺利用固相反应制备多孔碳酸钙，然后再利用硅烷改性剂水溶液对其表面进行改性，从而制备得到改性多孔碳酸钙。
以甘蔗渣和改性多孔碳酸钙为原材料，过硫酸铵为引发剂，N ,N’‑亚甲基双丙烯酰胺为交联剂，丙烯酸和丙烯酰胺为接枝单体，采用水溶液聚合接枝法制备了碳酸钙/甘蔗渣纤维素基复合高吸水材料；在最佳条件下该吸水树脂吸水倍率达900 g/g以上、吸盐（0.9wt% NaCl）倍率达到135 g/g以上，高于目前已经产业化应用的吸水材料。并且该材料在开始吸水的1 min内吸水倍率可达300 g/g以上，吸盐（0.9wt% NaCl）倍率达到45 g/g以上。利用广西丰富的矿产资源碳酸钙的天然活性和价廉的特性，从分子结构设计的角度出发，制备具有多孔结构的碳酸钙/甘蔗渣纤维素基有机/无机互穿网络结构的高吸水性复合材料，旨在加快吸液速率，提高树脂吸水后的凝胶强度与吸水速率，研究成果对推动广西经济可持续发展具有重要的意义；本发明改性碳酸钙的加入，使得交联树脂具有更多的交联位置，调控碳酸钙的用量可以改变交联网络的结构。
应用前景
本成果提供了能耗低、工艺简单、不需要特殊反应设备且具有良好孔隙结构的多孔碳酸钙的制备方法。
1. 以天然的重质碳酸钙为原料，成本较低，且反应条件温和、操作条件简单、不需要特殊的反应设备，非常具有价格优势；
2. 核壳型多孔碳酸钙拥有较大的比表面积，因而具有更广泛的应用；
3. 通过硅烷改性剂对多孔碳酸钙改性后，碳酸钙与有机聚合物之间能够通过化学键结合,具有更好的相容性；由于其快速吸水，以及强大的吸水能力和耐盐效果，在儿童和成人卫生用品，以及农业保水材料等领域有广阔的应用前景。
成熟度
成果已经进入中试阶段。
成果展示
知识产权情况
成果完成人
化学化工学院：秦祖赠，谢新玲
成果转化，请联系成果与合作处，联系人：刘老师，联系电话：0771-3272162。