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纳米碳酸钙制备主要有碳化法和复分解法。碳化法依托丰富的矿物资源，方法简单便于操作，成本低，有一定的环保价值，且易于在工业上大范围生产。复分解法具有碳酸钙晶型、形貌、粒径大小易于控制，且产品白度和纯度较高的优点，但其生产成本较高，大多用于实验室研究，未能广泛应用于工业生产。不同的制备方法与工艺决定了碳酸钙的晶型、粒径、形貌，使其具有不同的性质和用途，因此在工业上探究碳酸钙的制备方法和工艺优化势在必行。
1、碳化法
碳化法是纳米碳酸钙生产的核心工艺，主要通过将石灰石煅烧，得到CaO和CO2，将CaO加水消化，生成的Ca（OH）2乳液与CO2气体进行碳化，加入适当的晶型控制剂以控制晶型，碳化结束时得到所需碳酸钙浆液，再进行脱水、干燥、表面处理，得到碳酸钙产品。
近年来，碳化法在更新反应条件和改进设备方面做出了许多研究。史刘宾等在高压反应釜中将CO2鼓入Ca（OH）2溶液进行碳化，以D-葡萄糖酸钠调控碳酸钙的晶型，在高温高压条件下，通过改变反应物浓度与晶形控制剂的投加量，制备出了微纳米级结构中空棒状碳酸钙，该结构是由聚集在一起的纳米立方状碳酸钙微粒组成。特殊形貌的中空棒状碳酸钙对于填充塑料比普通的立方状或球状碳酸钙具有更好的界面相容性和优异的抗拉伸性能。
Willinger等利用（NH4）2CO3热分解的气体扩散法，将CO2扩散到CaCl2溶液中，生成碳酸钙多晶体。研究了两性铁载体去铁胺对碳酸钙结晶行为的影响。两性铁载体去铁胺具有自组织能力、表面活性和离子螯合性能。在这种情况下，它诱导在碳酸钙液相沉淀过程中形成不寻常的、高度组织的文石介晶。
由于传统碳化法反应过程中放出大量热量，若要保持反应温度在常温进行，需要增加冷冻装置，从而使生产成本升高，浪费能量；并且由于低浓度的Ca（OH）2参与反应，使物耗加大，反应设备生产能力减弱。目前已研究出通过改变Ca（OH）2浓度和碳化温度等参数的非冷冻碳化装置，也已初步投入工业化生产。
2、模板法
模板法主要原理：选择合适的模板剂，通过一定的原理在其表面包裹上碳酸钙，使其变成核壳结构，再用溶剂溶解、高温锻烧或化学反应等方法去除模板剂，获得空心结构颗粒。模板法主要有软模和硬模两种，在制备多孔碳酸钙时，以软模板法为主。
苗长林等通过脂肪酶、CaCl2、Na2CO3、（NH4）2SO4共沉淀制备脂肪酶/碳酸钙微球，再加入二硫苏糖醇（dithiothreitol，DTT）进行脂肪酶交联自组装，然后用乙二胺四乙酸二钠（EDTA）去除碳酸钙模板剂，制得多孔交联脂肪酶聚集体微球（pCLEAs）。制备的产品结构稳定，形貌、孔道尺寸可调控，呈多孔结构。这种多孔结构使得底物分子更容易进入脂肪酶的活性位点，不仅降低了传质限制，还提高了催化效率，具有较高的催化活性。
模板剂除了小分子表面活性剂外，还包括高分子有机聚合物。姚成立等以油菜花粉作为硬模板，采用不同的合成方法诱导碳酸钙的矿化合成，探讨花粉作为模板对碳酸钙晶型和形貌的影响，以及碳酸钙晶体的形成机理。同时，以十二烷基苯磺酸钠（SDBS）为软模板诱导合成碳酸钙，可以合成具有特定晶型和形貌的碳酸钙。
Shi等以聚丙烯酸钠盐（PAAS）为模板，制备得到了粒径约为120nm的碳酸钙-聚丙烯酸球形微粒。
与软模板剂不同之处在于，生物组织常被用来作为硬模板剂。Chen等将莲藕用作模板，结合溶胶-凝胶法，借助莲藕多孔的结构，得到了分层多孔的方解石型碳酸钙。
在众多制备工艺中，模板法是常用且技术较成熟的一种。采用模板法制备多孔碳酸钙，其方法简单，不需要特殊溶剂，制备条件温和，结构相对固定，但制备时影响因素较多，同时在煅烧除去模板剂时存在耗能严重的问题，并且在除模板时存在较大困难，致使其发展较为受限。
3、乳状液法
微乳液法和乳液膜法共同构成乳液法。微乳法是指在特定体系中，将分别溶于相同的两份微乳液中的可溶性钙盐和碳酸盐反应，在小区域内使晶粒成核并生长，然后再与溶剂分离，最终制得粒径在几至几十纳米的纳米碳酸钙颗粒。微乳液可分为油包水型（W/O）和水包油型（O/W）。这种方法得到的产品颗粒均匀，分离干燥方便，溶液中碳酸钙的质量浓度可大幅度提高。乳液膜法是将两种不相溶的溶剂、表面活性剂混合形成乳液，在微泡中经成核、聚结、团聚、热处理后得到纳米粒子。
Sevgi在CaCl2以及Na2CO3的水溶液中投加表面活性剂月桂酸钠。研究表明，月桂酸钠通过对结晶过程的影响生成球霰石的产物。Wang等利用表面活性剂烷醇酰胺6502通过改变溶液中的表面张力来影响结晶过程和结晶产物的性质。结晶过程中加入烷醇酰胺6502有利于球霰石的形成以及碳酸钙的粒径更加均匀。同时，能使产物的表面性质由亲水性变为疏水性，防止团聚。
乳状液法未发生化学反应，不需要消耗能量，且粒度分布窄、粒径可控、分散性也较好。但是分子间隙较大，且产生的大量废乳液会对环境造成一定的污染。
4、共沉淀法
共沉淀法是指将适当的沉淀剂投入到电解液中，反应得到粒径较小且分散均匀的颗粒。这种方法具有原理简单，易于操作等优点。但是产品的纯度低，颗粒半径较大。
Liu等在碳酸钙和Na2CO3溶液体系下，投加蚕丝丝胶，高速搅拌溶液，将蚕丝丝胶与碳酸钙沉淀下来。获得的产品经扫描电子显微镜（SEM）分析可知，其中球霰石型碳酸钙占据主要。在以牛血清蛋白作为晶型控制剂，以乙二醇、甘油为助溶剂的体系中，Trushina等以碳酸钙和Na2CO3为原料，通过沉淀效应，制备出椭球形碳酸钙微粒。
5、溶剂/水热法
在水热法的基础上，利用有机溶剂代替水可实现对水敏感材料的制备，常称之为溶剂热法。它的出现有效地解决了在其他方法制备纳米材料过程中出现的团聚现象，取代了传统的以水作为溶剂在高温高压下进行反应，从而实现沉淀、结晶、合成的反应。但高温高压的条件，具有对设备的要求和维护成本较高、能耗大、技术难度大、安全性能差且反应不便于控制等缺点。
纪秀杰等以十二烷基磺酸钠作为添加剂，采用混合溶剂热法，利用乙醇/水体系和乙二醇/水体系，成功合成具有长程有序、含有大量内部孔隙、层状结构的纳米碳酸钙，调节醇水比例可调控文石和方解石的比例。
6、凝胶结晶法
凝胶体系是指在一定的条件下，胶体颗粒或聚合物之间相互连接，形成具有空间网状结构的特殊分散体系。凝胶结晶法是指将含有Ca2+和CO32−的高活性组分化合物溶解，形成溶胶，经脱水形成凝胶后固化，再经热处理制备特定形貌和晶型碳酸钙。该方法的缺点为晶核碰撞不稳定，晶粒生长速度下降，溶液对流和紊乱受到抑制。
Ma等发现碳酸钙晶体在丝素蛋白（SF）水凝胶不同浓度的简单离子扩散中生长，从低浓度和高浓度的丝素凝胶中得到的碳酸钙晶体均为形态异常的方解石。
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