6. Cấu trúc của luận văn
1.4.1. Những nghiên cứu trên thế giới
Wollastonite ñã nhận ñược sự quan tâm ñặc biệt trong thập kỷ qua và hiện nay ñã có nhiều nghiên cứu về tổng hợp chúng.
Năm 1987 Kotsis L. và Balogh A. tổng hợp β-wollastonite với quy trình phản ứng pha rắn giữa ñá vôi của Felnemet M40 và sản phẩm SiO2 sản
xuất tại Nhà máy hợp kim sắt Zagyvarona. Yếu tố quan trọng của kỹ thuật này là phản ứng CaCO3 + SiO2 CaSiO3 + CO2 không tạo thành các hợp chất trung gian [23].
Năm 1993, Nizami M.S. nghiên cứu tổng hợp wollastonite từ tro trấu và ñá vôi theo hai con ñường. Theo cách thứ nhất, wollastonite tổng hợp bằng phương pháp thủy nhiệt, trong ñóCaO từ ñá vôi và SiO2 từ tro trấu ñược phản ứng trong thiết bị autoclave ở áp suất 30÷80 bar, trong 1 giờ. Theo cách thứ hai, tổng hợp bằng phản ứng pha rắn theo tỷ lệ mol của CaO/SiO2 = 1 nung ở nhiệt ñộ 1200÷13000C [37].
Năm 1997, Yu Q. và các cộng sự nghiên cứu phản ứng giữa tro trấu và Ca(OH)2. Trong nghiên cứu này ñã xác nhận rằng, ở nhiệt ñộ khoảng 400
C và trong sự có mặt của nước, các silicon oxide vô ñịnh hình chứa trong tro trấu (RHA) có thể phản ứng với Ca(OH)2 ñể tạo thành một loại gel CSH (Ca1.5SiO3.5.xH2O). Hình thái học của các gel CSH trông giống như bông, có cấu trúc xốp và bề mặt riêng lớn. Các hạt có ñường kính trung bình của các sản phẩm phản ứng, dao ñộng 4.8-7.9 µm, có thể khác nhau với các ñiều kiện ñể các phản ứng xảy ra. Khi sản phẩm ñược nung nóng, nó dần dần mất nước, nhưng nó vẫn duy trì một dạng vô ñịnh hình ở nhiệt ñộ lên tới 7500
C. Trên 7800C nó bắt ñầu chuyển ñổi thành CaSiO3 tinh thể. Một trong những lý do chính khi thêm RHA vào ñể hình thành gel CSH nhiều hơn và tạo ñiều kiện cho phản ứng xảy ra giữa RHA và các ion Ca2+
, OH-, hay Ca(OH)2 [49]. Năm 2007, Chiang T.T. nghiên cứu tổng hợp wollastonite từ tro trấu bằng phương pháp thủy nhiệt. Chiang T.T. sử dụng tro trấu là nguồn cung cấp SiO2 và tổng hợp calcium silicate hydrate bằng phương pháp thủy nhiệt gồm 4 hệ: (i) RHs–CaO–H2O; (ii) RHs–Ca(OH)2–H2O; (iii) RHs công nghiệp CaO–
RHs–H2O; (iv) RHs–CaCO3–H2O. Tùy theo tỉ lệ mol của CaO/SiO2 mà thu
Ca14Si24O58(OH)8.2H2O; xonotlite (Ca6(Si6O17)(OH)2); tobermorite- Ca5Si6O16(OH)2.4H2O. Sau ñó khi nung các hydrate calcium silicate ở nhiệt ñộ thích hợp chúng sẽ mất các phân tử nước trong công thức ñể tạo thành sản phẩm wollastonite [7].
Năm 2010, Chen S. và các cộng sự dựa trên hệ CaO−SiO2−BaO−B2O3 ñã nghiên cứu chế tạo β-CaSiO3 thông qua các phản ứng ở trạng thái rắn theo phương pháp nung truyền thống trong khoảng nhiệt ñộ 930÷9700C. Song Chen ñưa các oxide khoáng hóa BaO và B2O3 vào hệ hai cấu tử SiO2−CaO bằng cách sử dụng các hợp chất hóa học như H2SiO3, H3BO3, Ca(OH)2 và Ba(OH)2.8H2O. Mục ñích của quá trình này là hình thành của một bari borat ngậm nước với ñặc tính có nhiệt ñộ nóng chảy thấp. Pha lỏng của bari borat ngậm nước này sẽ làm giảm nhiệt ñộ thiêu kết của ceramic β-CaSiO3. Ceramic β-CaSiO3 chứa tối ưu hàm lượng của BaO và B2O3 có thể có ñộ bền cơ học tốt (cường ñộ uốn: 133 MPa) và ñặc tính ñiện môi [6].