各种晶体在不同溶剂中次成核现象之探讨.PDFVIP

行政院國家科學委員會專題研究計畫成果報告 各種晶體在不同溶劑中次成核現象之探討 Secondary Nucleation of Various Types of Crystal in Different Solvents 計劃編號 ：NSC 89-2214-E-002-042 執行期限：89 年8 月1 日至90 年7 月31 日 主持人：戴怡德 國立台灣大學化工系 計畫參與人員：簡文鎮 戴嘉德 國立台灣大學化工系 一、中文摘要 本研究乃以鉀明礬、檸檬酸與碳酸鈣為系統探討 The results indicate that the interfacial supersaturation plays a significant role in the formation of secondary 不同物系的晶體在水與丙醇溶液中之次成核現象。在 nuclei not only in the potassium alum but also in the 鉀明礬的系統中，過飽和溶液被維持在適當的過冷度 calcium carbonate system. 下，利用溶液噴射法產生流體剪力以引發次成核，實 驗發現鉀明礬晶體之次成核數目明顯隨著停止攪拌時 二、緣由與目的 間越長而遞減，此可解釋為介面過飽和度隨停止攪拌 在食品工業、國防工業、醫藥品原料業及精密化 時間越長而越低故使得次成核數目遞減，此實驗結果 學原料業上，結晶技術一向是重要且被廣泛應用的分 亦可證實介面過飽和度在鉀明礬次成核之形成機制中 離與純化方法。基本上，結晶的現象可分為成核 的重要性。另一方面，實驗發現檸檬酸在丙醇溶液中 (nucleation)與成長(crystal growth)兩方面。其中 ，成核 之成核晶體呈細小粉末狀，且成長速度相當慢，故目 現象又常被區分為初成核(primary nucleation)與次成 前正嘗試其他有機溶劑以製備晶形較完整且顆粒較大 核(secondary nucleation) 。一般而言，初成核屬大量產 之晶種，以利流體噴射次成核實驗之進行。最後，由 生且突發性質的成核現象，發生初成核時整個結晶槽 添加碳酸鈣晶種之過飽和溶液中發現，晶核的產生方 的過飽和度、晶體懸浮密度、溫度都可能在短時間內 式與溶液電導度隨時間之變化情形均類似初成核的結 產生很大的變化，在操作上甚難控制；反之，次成核 果，即此系統中確有突爆性次成核現象的存在，研究 現象是緩慢進行的，發生時結晶槽的過飽和度、晶體 中進一步以考慮介面濃度之凝聚理論計算成核引發時 懸浮密度等性質不會有大的變化，所產生的晶體可經 間，結果亦顯示介面過飽和度在碳酸鈣次成核形成過 有效的控制得到晶形較完整且顆粒較大的晶體，因此 程中確實扮演著重要的角色。 在許多應用領域上具有高的開發價值。 關鍵詞：介面過飽和度、次成核、鉀明礬、 次成核現象之存在早以被多位研究者所證實 檸檬酸、碳酸鈣