涂料、油墨、紙張、橡膠、建筑材料、塑料制品.......這些都是碳酸鈣粉體常見的應用，其主要起到填充的作用，價格通常為數百元/噸，產品附加值較低，因此，碳酸鈣企業要想實現突圍，就必須將普通碳酸鈣加工成更細、更純、分散性更好的納米碳酸鈣，并應用于一些更高端的應用領域，比如光學、電子、生物醫藥等就是極具潛力的方向。

一、在光學領域的應用

1、發光材料

碳酸鈣是一種發冷光的無機物，具有良好的化學和熱穩定性，而且能夠很好地吸收紫外線，是一種很有前景的熒光粉基質，可通過摻雜稀土離子可以得到具有發光亮度高、余輝時間長、衰減慢等優點的發光材料，。

在碳酸鈣基發光材料中，稀土離子在CaCO₃晶體中是以晶格取代方式存在，其發光性能與碳酸鈣的晶型以及摻雜稀土元素的種類有關，其中稀土元素的種類主要影響發光顏色，而碳酸鈣晶型主要影響發光強度，比如Ln³⁺可實現藍綠發光，而Eu³⁺則是一種很好的具有窄帶發射的紅光激活劑；球霰石型碳酸鈣摻雜Eu³⁺的發光材料主要呈現紅光發射，而在方解石型的發光材料中，則以橙紅發射為主，前者的發光強度高于后者。因此通過調節不同顏色熒光粉的比例，可以配成冷白色、暖白色和日光等不同色溫的發光材料，廣泛應用用于照明、顯示器、生物醫用巧光探針和軍事等方面。

碳酸鈣基發光材料

2、OLED空穴注入層

有機發光二極管（OLED）是一種電流型的有機發光器件，是通過載流子的注入和復合而致發光的現象，為了提高載流子注入的效率，空穴注入層（HIL）材料的選擇非常重要，通常TMDs、過渡金屬氧化物（TMO）和 PEDOT:PSS是OLED 空穴注入層的首選。近年來，劉鈺偉等通過實驗發現以 CaCO₃ +GO（氧化石墨烯）作為 HIL 的 OLED 器件，通過改變 CaCO₃ 溶液濃度，也可調整其空穴注入能力以及載流子平衡，提高器件的輻照度等光電特性，從而降低器件的開啟電壓和驅動電壓，制備出低功耗高亮度的OLED器件。

CaCO₃溶液和 GO 溶液的制備過程以及基于 CaCO₃和 GO 作為 HIL 的正置結構 UV OLED 的結構示意圖

3、光催化

基于半導體而發展起來的光催化技術因其直接利用太陽能分解水產氫、降解各種污染物以及殺菌而受到廣泛關注。然而，由于電子-空穴快速復合以及光利用率偏低，光催化的實際效率較低。

納米碳酸鈣具有純度高、白度高、比表面積大等特點，可將碳酸鈣顆粒作為載體負載TiO₂制備復合光催化劑（CAT-CC），既可以提高TiO₂分散性，增加活性位點和光吸收面積；還可以利用TiO₂與CaCO₃在界面處形成化學鍵合，使TiO₂的光生電子形成新的傳輸通道，進而提高光生電子和空穴的分離效率，并阻止TiO₂降解水中污染物時的流失，實現納米TiO₂應用回收和循環利用，同時提高碳酸鈣的利用價值。

CAT-CC微觀結構

二、在電子領域的應用

納米鈦酸鋇作為電子陶瓷元器件行業的重要基礎原料。從理論上來看，細而均勻的鈦酸鋇晶粒在單位厚度上的晶界數目較多，因此器件工作時，分配在每個晶界上的有效電壓就越少，器件的耐電壓值會更高。

電子級碳酸鈣作為鈦酸鋇系常用的晶粒細化劑，隨著添加量的增加，可以促使BaTiO₃的低溫相變點移向更低的溫度，從而使BaTiO₃晶粒尺寸幾乎呈線性下降，有效促進芯片致密化，提升器件的耐電壓性。除此之外，由于電子級碳酸鈣具有穩定的化學性質，不會因溫度升高而發生顯著的化學或物理變化，其加入還能夠減少介電常數隨溫度變化的敏感性，使器件在高溫下保持較好的介電性能，可用作限流保護/消磁/啟動/發熱元件（PTC）、多層獨石電容器元件（MLCC）、微波元件、壓電/壓敏元器件的優質填充材料。

碳酸鈣在電子陶瓷領域的應用（圖來源于網絡）

三、在生物醫學領域的應用

碳酸鈣富含生物體中廣泛存在的鈣元素，先天便具備優異的生物兼容性和較強的可吸收性，因此其在醫療領域也逐漸展露出不俗的應用潛力。

1、藥物載體

碳酸鈣具有無毒無害、比表面積大、生物可降解性、pH敏感性、機械性能和熱穩定性良好的優點，以其作為藥物載體時不僅具有很強的負載藥物的能力，而且不易損壞，可保障攜帶藥物在癌細胞或腫瘤組織外部的弱酸性環境和癌細胞內部的溶酶體的觸發下平穩釋放，使藥物在病灶區域能停留更長時間，提高藥物治療效果，并減輕藥物對患者造成的毒副作用。

目前利用碳酸鈣載藥已經取得了很多成果，主要的研究方向及熱點有：用碳酸鈣直接載藥；碳酸鈣作犧牲模板制備載藥微囊；碳酸鈣表面接靶向配體，實現靶向藥物控釋等。

碳酸鈣作為藥物載體

2、超聲增強造影劑

納米碳酸鈣因量子點效應而具有幾乎無干擾的快速響應特性，因此可通過將納米碳酸鈣與有機熒光分子(比如吲哚類菁，吲哚菁綠)，無機納米材料(比如金納米，四氧化三鐵)或者元素離子(比如錳離子，銪離子，釓離子)等材料相結合制備超聲增強造影劑，極大提高超聲成像造影信號的強度。

3、營養補劑

碳酸鈣是目前應用最廣泛的鈣補充劑，在增加骨密度保健食品的原料使用頻數≥10的原料中，使用頻次最高，用量最高可超過50%。除此之外，其還在面制品、谷物早餐、餅干、乳制品、軟膠囊、飲料等眾多產品中得到廣泛應用。

小結

目前來說，我國納米碳酸鈣行業的技術水平仍然有著很大的提升空間，產品存在品種少，產品的晶形不規整，粒徑分布寬的問題，產品附加值較低，主要用于一些中低端領域，而要想讓碳酸鈣產品在“光、電、生”等領域上發光發熱，還需要加大研發投入，增強競爭力。

PS：7月10-13日，百色市為充分利用市內豐富的碳酸鈣資源，積極推進碳酸鈣資源的開發和產業升級，加強基礎設施建設，優化營商環境，以吸引更多的投資和技術支持，特與中國電子材料行業協會粉體技術分會聯合舉辦“2024年全國電子級非金屬礦粉體材料暨百色精細氧化鋁論壇”，誠邀您的參與！。

參考文獻：

1、劉鈺偉. 硒化鎢量子點與碳酸鈣溶液的合成及其在電致發光器件中的應用[D].桂林電子科技大學.

2、孫思佳,潘磊,丁浩,等.CaCO3負載納米TiO2復合光催化劑制備及性能研究[J].非金屬礦.

3、羅思瑤,陳傳盛.ZnO納米棒改性CaCO3的光催化性能[J].南京工業大學學報(自然科學版).

4、張哲軒,周洋,李潤豐,等.納米碳酸鈣——生產、改性和應用[J].材料導報.

5、吳丁威. 碳酸鈣微球在藥物負載和緩釋中的應用[D].太原理工大學.

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