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硫酸钙晶体是一种性能优良,价格低廉,且具有极好的性能价格比,应用领域较广,市场前景极为广阔的新型材料。通过对硫酸钙晶体生长条件的控制,可以制备出晶须状、片状、纺锤状等晶形的硫酸钙晶体。本文以合成硫酸钙为前驱物,采用水热法分别制备片状硫酸钙晶体和纺锤状硫酸钙晶体,系统地考察了合成前驱物的反应物量、合成前驱物的反应物浓度、水热反应温度、水热反应时间、水热反应pH值等因素对硫酸钙晶体制备的影响。在此基础上进行了硫酸钙晶体制备的过程研究。经研究得到:(1)片状和纺锤状硫酸钙晶体的制备:①以30 mL 0.6 mol/L的硫酸钠溶液和25 mL 0.6 mol/L的氯化钙溶液反应制备前驱物,在pH=5.29、水热温度180℃时,水热处理4h,可制得平均长度在405~414.μm之间,平均长宽比在3.5-3.8之间的片状硫酸钙晶体;②以25 mL 0.6 mol/L的硫酸钠溶液和35 mL 0.6 mol/L的氯化钙溶液反应制备前驱物,在pH=4.74、水热温度200℃时,水热处理4h,可制得平均长度在750-813 u m之间,平均长径比在11.1~11.7之间的纺锤状硫酸钙晶体。(2)硫酸钙晶体生长过程的动力学模型通过对晶须、片状和纺锤状硫酸钙晶体的生长过程进行分析,可将硫酸钙晶体的生长过程分为五个阶段,即前驱物继沉淀—溶解—晶须结晶—晶形转变—新晶形结晶,其中,晶须生长过程只有前三个阶段。由于前三个阶段的生长变化对形成目标晶型有较大影响,因此对这三个阶段进行了动力学模拟,得到的模型分别为:①硫酸钙晶须的动力学模型:第一阶段模型为:-(dc)/(dt):-0.0002+1.2092(c0-c)第二阶段模型为:(dc)/(dt)=0.1296c第三阶段模型为:-(dc)/(dt)=0.0331-1.2806(c0-c)②片状硫酸钙晶体的动力学模型为第一阶段模型为:-(dc)/(dt)=0.0236-3.0338(c0-c)第二阶段模型为:(dc)/(dt)=2.1230c-0.0174第三阶段模型为:-(dc)/(dt)=0.0885(c0-c)0.2082③纺锤状硫酸钙晶体的动力学模型为第一阶段模型为:-(dc)/(dt)=0.0505-0.7402(c0-c)第二阶段模型为:(dc)/(dt)=1.0312c第三阶段模型为:-(dc)/(dt)=0.2408(c0-c)0.5470三种晶形第一阶段的生长过程受多核表面反应控制,第二阶段主要是硫酸钙溶解的一级反应过程,第三阶段则受表面反应控制。