Diện tích bề mặt riêng của canxi hydroxit có tầm quan trọng đặc biệt.
Canxi hydroxit có diện tích bề mặt riêng lớn hiện được quốc tế công nhận là chất khử lưu huỳnh dạng khô chất lượng cao, đồng thời là một sản phẩm đa năng được ứng dụng rộng rãi. Với diện tích bề mặt riêng vượt trên 40 m²·g⁻¹, loại vật liệu này sở hữu cấu trúc xốp độc đáo, khả năng phản ứng vượt trội, độ phân tán tuyệt vời và hiệu suất sử dụng cao.
Dù được sản xuất thông qua quy trình tôi vôi khô hay ướt, quá trình điều chế canxi hydroxit có diện tích bề mặt riêng lớn thường đòi hỏi phải bổ sung các chất điều biến phụ trợ. Các chất này có tác dụng làm giảm năng lượng bề mặt của các tinh thể canxi hydroxit, ngăn ngừa hiện tượng kết tụ, đồng thời thay đổi hình thái tinh thể và kích thước hạt, từ đó làm tăng diện tích bề mặt riêng của sản phẩm cuối cùng.
Hiện nay, thông qua việc bổ sung các chất điều biến hình thái tinh thể hoặc điều chỉnh các thông số quy trình, người ta có thể tổng hợp các tinh thể canxi hydroxit với nhiều hình thái đa dạng—như cấu trúc dạng lớp, dạng tấm, dạng khối, dạng cầu hoặc dạng quả tạ—qua đó mang lại cho vật liệu nhiều đặc tính chức năng phong phú.
Trong lĩnh vực xử lý môi trường, canxi hydroxit đóng vai trò là chất điều chỉnh độ pH để trung hòa nước thải có tính axit (ví dụ như nước thải từ ngành xi mạ hoặc nhuộm và in ấn dệt may), đồng thời được sử dụng trong quá trình khử lưu huỳnh từ khí thải (hấp thụ SO₂ để tạo thành canxi sunfit, CaSO₃). Ngoài ra, nó còn hoạt động như một chất rắn hóa các kim loại nặng và là tác nhân xử lý các loại khí axit, giúp loại bỏ hiệu quả các chất ô nhiễm và giảm thiểu rủi ro đối với môi trường.
Trong nông nghiệp, canxi hydroxit được sử dụng để cải tạo đất chua (pH < 5,5), tạo điều kiện giải phóng các chất dinh dưỡng thiết yếu như phốt pho và kali. Nó cũng thúc đẩy quá trình phân hủy chất hữu cơ trong phân ủ và hỗ trợ vô hiệu hóa các tác nhân gây bệnh.
Trong sản xuất công nghiệp, canxi hydroxit đóng vai trò là chất trợ chảy trong sản xuất thủy tinh và là chất xúc tiến trong quá trình lưu hóa cao su. Đây cũng là nguyên liệu quan trọng để sản xuất bột tẩy trắng, canxi cacbonat nhẹ và canxi photphat.
Hơn nữa, nhờ tính kiềm mạnh, canxi hydroxit còn được sử dụng trong nha khoa dưới dạng hỗn hợp trám ống tủy để loại bỏ vi khuẩn bên trong các ống tủy bị nhiễm trùng. Trong lĩnh vực bảo tồn di sản văn hóa, chất này phản ứng với CO₂ để tạo thành canxi cacbonat, giúp tăng cường độ bền vững và sự ổn định cho các hiện vật lịch sử. Trong những năm gần đây, các nghiên cứu về Ca(OH)₂ tập trung vào việc tối ưu hóa các đặc tính và mở rộng phạm vi ứng dụng của hợp chất này:
Thông qua công nghệ nano, Ca(OH)₂ có thể được tổng hợp dưới dạng các hạt nano (kích thước hạt <100 nm), giúp nâng cao đáng kể hiệu suất trong các lĩnh vực có giá trị gia tăng cao như xúc tác và phát triển vật liệu composite.
Trong lĩnh vực môi trường, Ca(OH)₂ được sử dụng để trung hòa nước thải có tính axit (ví dụ: từ các ngành xi mạ hoặc nhuộm và in vải), kết tủa các ion kim loại nặng, đồng thời hỗ trợ quá trình khử lưu huỳnh trong khí thải—hấp thụ SO₂ để tạo thành canxi sunfit (CaSO₃), từ đó góp phần giảm thiểu ô nhiễm không khí.
Gần đây, nhiều nghiên cứu chuyên sâu đã được thực hiện nhằm kiểm soát cấu trúc vi mô của Ca(OH)₂. Trong đó, một chiến lược đáng chú ý là tối ưu hóa đồng thời việc sử dụng các chất hoạt động bề mặt kết hợp với quá trình hydrat hóa (quá trình tôi) CaO.
Các chất hoạt động bề mặt có khả năng điều chỉnh hiệu quả kích thước hạt, hình thái và cấu trúc lỗ rỗng thông qua việc thay đổi sức căng bề mặt trong phản ứng, cũng như tác động đến tốc độ tạo mầm, tốc độ phát triển và đặc điểm phát triển không đẳng hướng (anisotropic growth) của các tinh thể Ca(OH)₂.
Trong số các tác nhân điều chỉnh, các chất hoạt động bề mặt thuộc nhóm polyol—với cấu trúc phân tử chứa nhiều nhóm chức hydroxyl—có thể tham gia trực tiếp vào quá trình tạo mầm và phát triển tinh thể Ca(OH)₂ thông qua việc phối trí với các ion Ca²⁺ và hình thành các liên kết hydro. Nhờ khả năng hòa tan tốt trong nước cùng độ bền hóa học cao, các chất này được xem là những ứng viên đầy hứa hẹn trong việc tổng hợp Ca(OH)₂ có diện tích bề mặt riêng lớn.