碳酸钙结晶综述

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1、碳酸钙在聚合物膜上的结晶综述序言现如今经济的快速发展和城市进程的加快，传统的方法例如节约水资源、跨区域调水和修建大坝等方法已经不能满足现在人类对淡水资源的要求。而地球上地球表面的淡水资源如湖水、河水和地下水已过度使用或滥用，导致传统的淡水资源进一步减少或盐碱化。因此，海水淡化的前景很广阔，海水淡化为解决全球未来水危机提供了有效途径。膜法海水淡化技术在海水淡化应用极其广泛，但是很多无机离子易在聚合物膜表面析出，会造成膜孔道的阻塞，碳酸钙为其中一个影响很大的离子。因此，深入研究碳酸钙在聚合物薄膜表面的成核机理，能够减轻甚至避免其堵塞膜孔道的现象，进一步提高海水淡化产能。综上所述，

2、膜法从海水中得到淡水是最主要，最常见的一种方法，但是碳酸钙的结晶会降低膜的寿命，对碳酸钙膜上结晶机理的研究可以使海水得到综合利用。碳酸钙在聚合物膜上的结晶综述一、我国反渗透膜法海水淡化技术现状与产业前景我国RO法海水淡化的研究始于20世纪60年代。1965年起，中国科学院、国家海洋局等部门的有关院所对反渗透膜进行了深入研究。国家海洋局杭州水处理中心在国内海水淡化用反渗透膜研究与开发领域一直保持领先优势，在反渗透膜材料设计与制备、大型海水淡化反渗透膜系统设计与工程应用等领域取得了一系列重要成就。1986年，国产化醋酸纤维素非对称反渗透膜的氯化钠截留率达到95%；2000年，北京

3、时代沃顿有限公司通过引进、消化与吸收，实现了常规反渗透膜复合材料、反渗透元件及系统结构的国产化，成长为国内最大的反渗透膜生产商，国产RO膜在国内膜市场的占有率达到10%；2009年，中国蓝星（集团）股份有限公司与日本东丽株式会社在北京合资建设国内规模最大的反渗透膜产业化基地。2012年，《国务院办公厅关于加快发展海水淡化产业的意见》指出，到2015年，我国海水淡化能力达到220万～260万m3/d，对海岛新增供水量的贡献率达到50%以上，对沿海缺水地区新增工业供水量的贡献率达到15%以上，海水淡化原料装备制造自主创新率达到70%以上；我国要建立较为完善的海水淡化产业链，关键技

4、术、装备、材料的研发和制造能力达到国际先进水平。在中东地区和岛屿地区，海水化在当地经济和社会发展中，发挥了重要作用以色列百分之七十的饮用水源来自海水淡化水，2005年日产海水淡化水量达73.8万立方米；阿联酋饮用水主要依赖海水淡化水，2003年日产量达546.6万立方米；意大利西西里岛500万居民，2005年日产海水淡化水量为13.5万立方米。目前全球海水淡化的市场成交额已达到数十亿美元。著名的海水公司有：法国Sidem公司、英国热能公司、韩国斗山重工司、以色列公司、意大利公司等。截止到2003年12月，全球已有130多个国家应用海水淡化技术，海水淡化日产水量约3775万立方

5、米。其中，世界上五十分之一的人口靠海水淡化提供饮用水。二、海水膜通透率降低原因的研究随着使用时间的增长，海水淡化膜的通透率会降低，海水淡化的效率会受到很大影响。膜效率降低的主要原因是受到污染物的污染。影响其通透率的无机污染物主要有碳酸钙、硫酸钙、硫酸钡、硫酸锶以及金属氧化物和硅沉积物的等无机盐沉淀，有机物主要包括天然有机物、合成有机物以及无机—有机络合物等，藻类、细菌、真菌等微生物，悬浮物和胶体颗粒物。无机污染主要指碳酸钙及钙、钡、锶的硫酸盐、硅酸盐等结垢物质对纳滤膜造成的污染，其中硫酸酸钙和碳酸钙等盐垢最为见。这里主要考虑碳酸钙结晶的污染。目前对碳酸钙结晶的研究1采用监测溶

6、液电导率的方法该法研究了碳酸钙的结垢速率,包括晶核生长速率和晶粒长大速率,以及温度和阻垢剂对碳酸钙结垢速率的影响。可以计算出在不同温度、不同阻垢剂时碳酸钙结垢的反应速率常数及活化能。溶液析晶过程中电导率的变化,研究了碳酸钙过饱和溶液的结晶动力学,把碳酸钙的结晶析出分为晶核生长和晶粒长大,对碳酸钙沉淀过程有了进一步的认识。2碳酸钙生物矿化的体外研究进展碳酸钙作为生物矿化的最主要的矿物之一，长期以来一直受到材料学家、生物学家、矿物学家、医学家的广泛研究和关注。其研究对象使用不同的添加剂和模板调控碳酸钙的晶型与形貌对于有机－无机界面诱导矿化的机理进行了进一步的验证和更为深入的探讨。

7、碳酸钙结晶的主要晶形主要有三种：方解石，文石和球霰石。方解石是热力学最稳定的晶相，其形貌常常呈规则的棱面体状；文石形貌则常为针状或集束状；球霰石其形貌多样]，主要为六角状。方解石为稳态的晶型，文石和球霰石均为亚稳态的晶型，它们形成的污垢质地疏松，比较容易除去，方解石则难以除去。2.1传统的添加剂对碳酸钙结晶的调控（1）添加镁离子可以稳定无定型碳酸钙抑止方解石晶核的形成而促使文石的晶核得以长大，达到调控晶型的目的。镁离子还可以稳定无定型碳酸钙。（2）酸性氨基酸由于侧链带负电，可以吸引游离的或者是晶体表面的