科研学术

近日，材料与能源学院张亚刚教授指导本科生在Nanomaterials上发表了题为“Controlled Multi-dimensional Assembly of Calcium Carbonate particles with Industrial Byproduct Carbide Slag and CO2”的研究论文，材料学院本科生申雨珂为第一作者，本科生汤成才，马玮，陈建宇，王宏旭为论文共同作者，电子科技大学材料与能源学院为第一通讯单位。

论文报道了以氯碱化工废弃物电石渣和二氧化碳为原料，采用多尺度组装的方法合成纳微米碳酸钙的工作。通过对组装条件的精准调控，得到了不同尺寸、形状和形貌独特的纳微米碳酸钙，包括立方体、桑葚状组装体、堆叠的立方体多晶。通过添加剂工程调节还得到了独特的旋转多晶结构。该工作展示了多尺度组装对材料结构、性能调控的适应性和有效性。

图1.以氯碱化工废弃物电石渣和二氧化碳为原料制备纳微米碳酸钙

氯碱化工制备电石的前端工序需要煅烧石灰石得到氧化钙，是一个能耗极高的过程，且排放大量的二氧化碳，同时电石渣作为电石法制乙炔的工业废渣，利用效率低。而利用电石渣进行CO2捕获封存并制备高附加值产品是电石渣利用的具有潜力的途径。

纳微米碳酸钙在工业产品和生物医学方面有广泛的应用，根据其晶型和形状的不同，纳微米CaCO3在各领域的应用也有各有不同，如果能够精准调控纳微米CaCO3的粒径和形貌，满足不同应用场景的需求，具有十分重要的意义。

在该工作中，首次报道了使用工业副产品电石渣和CO2制备纳微米尺度碳酸钙，并通过多尺度组装实现对颗粒尺寸、形貌的控制，展示了分子组装在创造新结构方面的巨大潜力。该工作也为氯碱化工产业节能减排，清洁生产和循环经济提供了新的思路。

图2.通过多尺度组装条件精准调控制备不同粒径和形貌的纳微米碳酸钙

张亚刚教授团队长期聚焦功能导向的分子识别与组装，致力面向能源、环境和大健康领域的需求，研发设计新型功能和复合材料。

该工作得到了四川省科技厅重点研发计划面上项目（2023YFG0222）、电子科技大学杰出人才启动经费（A1098 5310 2360 1208）和国家自然科学基金（21464015、21472235），材料与能源学院“启蒙”计划，电子科技大学一年级新生课外创新实践项目计划等项目的支持。

论文链接：https://doi.org/10.3390/nano15010016