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気液二相衝突流反応器における炭酸化による超微細炭酸カルシウムナノ粒子の調製

Preparation of ultrafine calcium carbonate nanoparticles by carbonation in gas–liquid two‐phase impinging stream reactor (原題)

Jian-Wei Zhang, Yu-Zheng Wang, Ying Feng, Jin Zhang, Xin Dong

Canadian Journal of Chemical Engineering📚 査読済 / ジャーナル2026-11-05#CCUSOrigin: CN経営インパクト: コスト削減対象セクター: manufacturing
DOI: 10.1002/cjce.70636
原典: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/pdfdirect/10.1002/cjce.70636
📄 PDF

🤖 gxceed AI 要約

日本語

衝突流とバブルジェットを組み合わせた気液二相衝突流反応器を設計し、炭酸化法により超微細炭酸カルシウムナノ粒子を合成した。分散剤種・流量・温度・CO2濃度等が粒径と合成時間に与える影響を系統的に評価し、SDBS使用時に平均粒径66nm・合成時間226秒まで低減した。炭酸化反応の結晶化速度論モデルを構築し、結晶化過程を高精度に予測できることを示した。

English

A gas–liquid two-phase impinging stream reactor combining impinging streams and bubble jets was designed for carbonation-based synthesis of ultrafine calcium carbonate nanoparticles. Dispersant type, flow rates, temperature, CO2 fraction and Ca(OH)2 concentration were tested; SDBS minimized mean particle size (66 nm) and synthesis time (226 s). A crystallization kinetic model accurately predicts the carbonation process.

Unofficial AI-generated summary based on the public title and abstract. Not an official translation.

📝 gxceed 編集解説 — Why this matters

日本のGX文脈において

CCUSのうちCO2を炭酸塩として固定・資源化する「カーボンリサイクル」領域に位置づけられ、日本のGX技術ロードマップや炭酸塩固定化技術の産業実装を検討する読者にとって、反応器設計と速度論モデルの実務的知見を提供する。

In the global GX context

Adds process-engineering evidence to the CCUS/mineralization strand of decarbonization, relevant to global discussions on CO2 utilization and durable carbon removal, though it does not engage disclosure or carbon-accounting frameworks directly.

👥 読者別の含意

🔬研究者:炭酸化反応器設計と結晶化速度論モデリングの実験的知見を得られる。

🏢実務担当者:CO2固定化・炭酸塩製造プロセスのスケールアップ検討時の操作条件選定に参考になる。

🏛政策担当者:CCUS技術のうち鉱物化・炭酸塩化プロセスの実装可能性を評価する材料になる。

📄 Abstract(原文)

In the context of ‘Carbon Peaking and Carbon Neutrality’, carbon dioxide capture, utilization, and storage (CCUS) is an important technology for achieving carbon neutrality. Combining impinging stream and bubble jet, the gas–liquid two‐phase impinging stream reactor was designed and developed. The ultrafine calcium carbonate nanoparticles were prepared by the gas–liquid two‐phase impinging stream reactor using the carbonation method. The effects of dispersant type, dispersant dosage, gas‐phase and liquid‐phase flow rates, synthesis temperature, CO 2 volume fraction and initial Ca(OH) 2 concentration on the average particle size, particle size distribution, and synthesis time were investigated. The results showed that the average particle size and synthesis time of calcium carbonate nanoparticles reached a minimum with the dispersant SDBS. Compared with other surfactants, the average particle size and synthesis time decreased from 188 to 66 nm and from 500 to 226 s, respectively. With the increase of the gas‐phase flow rate and synthesis temperature, the average particle size of calcium carbonate nanoparticles increased and the synthesis time decreased, resulting in a broader particle size distribution. With increasing liquid phase flow rate, the average particle size of calcium carbonate nanoparticles and synthesis time decreased. The particle size distribution was uniform. Based on the reaction mechanism of calcium carbonate nanoparticles prepared by the carbonation method, the crystallization kinetic model of the carbonation reaction process was established, which could accurately predict the crystallization process of calcium carbonate nanoparticles.

🔗 Provenance — このレコードを発見したソース

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gxceed は公開メタデータに基づく研究支援データセットです。要約・翻訳・解説は AI 支援で生成されています。 最終的な解釈・検証は利用者が原典資料に基づいて行うことを前提とします。