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碳酸钙是一种重要的无机材料,球形碳酸钙具有较高的比表面积、较高的溶解性和分散性,可以有效地提高纸张的涂布性能和塑料、涂料、油墨、纸张等的填充性能。球形碳酸钙的制备方法主要是复分解法和碳化法,目前研究较多的是复分解法,复分解法是采用可溶性的钙盐和碳酸盐反应制备球形碳酸钙,然而这种方法由于原料较贵,不适合工业化生产。本文选用丝素蛋白酶解液作为晶型诱导剂,采用鼓泡碳化法合成球形碳酸钙,为工业化生产提供一种思路。本课题的主要研究结果如下:(1)制备晶型控制剂:从工业废蚕丝中提取丝素蛋白,在60 ℃,pH值为8.5的碱性溶液中,用碱性蛋白酶酶解丝素蛋白2 h,制备丝素蛋白酶解液,通过凝胶色谱测量酶解液的分子量范围在11808 Da～360 Da之间。(2)运用单一变量法,研究氢氧化钙浓度、反应温度、气速、搅拌速度、丝素蛋白酶解液浓度、熟化时间、碳化反应结束pH值等因素对碳酸钙形貌和粒径的影响,以碳酸钙的粒径和形貌为考察指标,确定了制备球形碳酸钙的最佳的工艺条件为:氢氧化钙悬浮液的质量浓度为0.1%,碳化反应的温度为30 ℃,二氧化碳和氮气的混合气体流量分别为60 mL·min-1和240 mL·min-1,总气速为300mL·min-1,转速为400rpm,丝素蛋白酶解液添加量为氢氧化钙质量的50%,熟化时间为30 min,在碳化pH=9时停止反应,可得平均粒径1～5 μm球形碳酸钙产品。为了探究制备过程中各因素之间的交互作用,设计了 L9(43)正交试验,得到了制备球形碳酸钙的最佳工艺条件与单因素最优条件相同。(3)以碳酸钙微球为模板,包覆多巴胺,制备CaC03@PDA微球,碳酸钙与多巴胺的质量比为1:1。将制备的CaC03@PDA微球用管式炉在750℃的高温下煅烧1 h得到中空的CaO@HPSC微球,然后分别用去离子水、稀盐酸和甲醇洗涤多次,再在120 ℃干燥活化10 h,制备中空多孔球形碳材料(Hollow porous spherical carbon material,HPSC)。用快速比表面测量样品的BET与Langmuir比表面积分别为187.03 m2·g-1和274.10 m2·g-1,孔径大小为4.27 nm。用碳材料吸附酪蛋白酶解液,用液相色谱测量吸附效果,计算吸附量,比较AC、OMC、P(GMA-DVB)这些材料的吸附性能,发现中空多孔球形碳材料复合微球吸附效果更好。