www.188betkr.com 讯为了改善纳米碳酸钙的表面性能，国内外采用有机物、无机物对其进行包覆改性，其中以二氧化硅的包覆改性居多。
核壳结构CaCO3@SiO2就是采用无机物SiO2对纳米碳酸钙颗粒进行表面包覆改性，以解决纳米碳酸钙在应用时颗粒易二次团聚，稳定性和分散性能不理想，避免采用有机物改性纳米碳酸钙在材料成型加工过程中易产生黄变，存在白度、光泽、耐老化、机械性能差等一系列问题。
CaCO3和CaCO3@SiO2的透射电镜图
1、CaCO3@SiO2复合颗粒的制备方法
目前，CaCO3@SiO2复合颗粒的制备方法主要有机械力化学法、微波沉淀法、硅酸钠-酸沉淀法和St?ber法。
其中，机械力化学法和微波沉淀法是利用已有的SiO2与CaCO3形成复合颗粒，而硅酸钠-酸沉淀法和St?ber法是在复合过程中首先形成硅酸（H2SiO3），再经由稳定透明的溶胶体系陈化、絮凝并缩聚成为SiO2，最终在CaCO3表面形成三维空间网络结构的凝胶并沉淀。
2、CaCO3@SiO2复合材料应用
（1）改性CaCO3@SiO2复合颗粒制备超疏水涂层
王新豪等研究表明，纳米CaCO3/SiO2复合体系在水中分散性良好的最佳试验组合方案为：分散剂浓度为7%，温度为55℃，pH值为9，纳米CaCO3和SiO2质量配比为65:35，复合分散体系的稳定性最佳。此时，纳米CaCO3/SiO2复合体系粒子平均粒径为5.26μm，粘度为18mpa·s，静置24h的分散度为97.5%。
通过观察荷叶、稻叶、蝴蝶翅膀和壁虎脚等表面的天然超疏水现象，研究人员对特殊的粘附性和自清洁性产生了浓厚兴趣，开展了大量研究。陈代梅等采用碳酸化法制备CaCO3@SiO2及其性能和应用，结果表明：CaCO3@SiO2具有CaCO3表面均匀包覆纳米SiO2的二元结构特征，其比表面积、耐紫外和耐酸性能相比CaCO3显著提高。CaCO3@SiO2经十六烷基三甲氧基硅烷（HDTMS）改性制得的超疏水自清洁涂层水接触角和滚动角分别为155.3°和2.1°，并具有良好的耐紫外稳定性。
广西民族大学联合广西华纳新材料股份有限公司进行中试放大试验生产CaCO3@SiO2纳米颗粒，产品为核壳结构的CaCO3@SiO2纳米颗粒，壳层是一厚度为5nm左右的二氧化硅。与CaCO3相比，CaCO3@SiO2纳米颗粒在空气中稳定性更好，在软PVC中应用，加工流动性、色差指标更优；在硅酮胶中应用，拉伸强度和模量指标有所提高，可以解决纳米碳酸钙应用中存在的黄变、分散、流动、机械强度等问题。
（2）CaCO3@SiO2复合颗粒作填料
CaCO3具有广泛易得、色白及价廉的特点，因而成为橡胶、造纸和涂料等工业中用量最大的浅色矿物填料之一。研究表明，应用CaCO3@SiO2的纸张具有比应用纯SiO2纸张更高的平滑度（60.8%）和光泽度（78.4%），具有比应用纯CaCO3纸张更高的密度（28.8%）和清晰度（4.1%）。
另外，研究人员发现在制备硅橡胶时加入核壳结构的CaCO3@SiO2复合颗粒除可解决CaCO3与基体结合不佳及附加值低的问题外，还可解决纯SiO2作为补强剂聚集程度高及流动性强导致的成本高和补强效果不佳的问题。
2025年4月10-11日，由www.188betkr.com主办的第四届全国碳酸钙产业高值化发展交流大会将在安徽·池州举行，届时中国地质大学（北京）陈代梅教授将在大会上作《碳酸钙复合功能材料的构建与功能化研究》主题报告，介绍采用碳酸化法制备CaCO3@SiO2的全流程技术工艺及其性能和应用前景。
专家介绍
陈代梅，教授，博士生导师，博士毕业于天津大学。主要从事环境和能源催化材料及其应用研究。目前兼任中国感光学会光催化专业委员会委员、中国化学快报青年编委会委员、中国化学学会会员。
主持和参与国家自然基金、教育部高校基本业务经费项目、省科技厅项目、科技支撑项目和企业合作项目等20余项。2018年获得中国循环经济技术协会科学技术进步一等奖（排名第三）。2019年获得绿色矿山科学技术一等奖（排名第二）。
近几年，以第一作者和通讯作者在权威国际期刊Appl.Catal.B-Environ.,J.Hazard.Mater.,Chinese J.Catal.，ACSAppl.Mater.Interface,Chem.Eng.J.等发表SCI论文100多篇，引用达9000多次，其中9篇文章选1% ESI Highly-Cited论文，单H值为48。2018年被英国皇家学会评为1%高被引作者，被催化学报评为优秀作者。全球学者库评出的“全球顶尖前10万科学家名单”以及美国斯坦福大学发布的2024年全球前2%顶尖科学家。
参考来源：
陈代梅：碳酸钙复合功能材料的构建与功能化研究，中国地质大学（北京）
张涵：CaCO3@SiO2复合颗粒的制备及应用研究进展，中国地质大学（北京）
王新豪：纳米CaCO3/SiO2复合分散体系的制备及其稳定性与胶凝性研究，中国矿业大学
朱天孝：5万t/aCaCO3@SiO2纳米颗粒的产业化实践，广西民族大学
(www.188betkr.com 编辑整理/昧光)
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