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具有特殊形貌的碳酸钙材料的仿生合成及表征

作　者: 潘琰
导　师: 王子忱；宋利珠
学　校: 吉林大学
专　业: 物理化学
关键词: 仿生合成碳酸钙枝状星形中空微球
分类号: TQ127.13
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 360次
引　用: 4次
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内容摘要

本论文受到生物矿化思想启发,旨在进行一些无机纳米及微米结构材料的仿生合成方面的工作。碳酸钙做为最主要的生物材料之一,其结构和形貌决定着它的各项性能。所以本文的重点是利用仿生合成技术,制备出具有多种特殊精美形貌的碳酸钙材料。我们以聚丙烯酸为有机质进行碳酸钙的仿生合成,考察在有机质控制下的碳酸钙的成核及结晶行为,旨在为进一步深入研究生物矿化体系中有机基质对无机相调控的分子机制、优异的天然复合材料中有机/无机结构复合的方式以及结构与功能的关系提供主要的物理化学参数和依据。首先采用碳化的方法,以氢氧化钙做为钙源进行仿生矿化,制备出具有单晶特点的枝状文石粒子。其次,我们选择液相沉积的方法,以氯化钙做为钙源进行仿生矿化,合成了具有星形独特形貌的碳酸钙粒子。最后,我们在液相沉积反应中,以十二烷基磺酸钠和聚丙烯酸组成的“核-壳式”复合物作为模板,制备出方解石型的碳酸钙中空微球。本论文详细地阐述了枝状文石粒子、星形碳酸钙粒子和方解石型中空微球的仿生合成方法以及条件,并考察了影响产物粒子形貌和结构的因素,对其矿化机理进行了较深入的研究。我们所制备出的这些具有特殊形貌的碳酸钙粒子很有可能作为极有价值的材料在工业中获得广泛的应用。

全文目录

提要  4-8
第一章绪论  8-32
  1.1 概述  8-9
  1.2 生物矿化  9-13
    1.2.1 生物矿化的概念  9-10
    1.2.2 生物矿化材料  10
    1.2.3 生物矿化的特点  10-12
    1.2.4 生物矿化的过程  12-13
  1.3 仿生合成  13-16
    1.3.1 仿生合成的概念  13-14
    1.3.2 仿生合成材料的应用前景  14-15
    1.3.3 仿生合成技术的研究现状  15-16
  1.4 关于碳酸钙仿生合成的研究  16-25
    1.4.1 碳酸钙仿生合成的研究方向和现状  18-22
    1.4.2 仿生合成过程中有机质与碳酸钙晶体之间的相互作用  22-25
  1.5 本课题选题的目的、意义和结果  25-28
  参考文献  28-32
第二章枝状文石型碳酸钙粒子的仿生合成及表征  32-55
  2.1 引言  32-37
  2.2 实验部分  37-38
    2.2.1 试剂及仪器  37
    2.2.2 枝状文石型碳酸钙粒子的仿生合成  37-38
    2.2.3 样品的表征  38
  2.3 结果与讨论  38-51
    2.3.1 FESEM 分析  38-39
    2.3.2 XRD 分析  39-40
    2.3.3 TEM 分析  40-41
    2.3.4 温度对碳酸钙晶型的影响  41-44
    2.3.5 PAA 对于碳酸钙的晶型以及形貌的影响  44-47
    2.3.6 CO_2 的气体流量对于碳酸钙的晶型的影响  47-49
    2.3.7 搅拌速度对于碳酸钙晶型的影响  49-51
  2.4 反应机理讨论  51-52
  2.5 本章小结  52-53
  参考文献  53-55
第三章星形碳酸钙粒子的仿生合成及表征  55-72
  3.1 引言  55-58
  3.2 实验部分  58-59
    3.2.1 试剂及仪器  58
    3.2.2 星形碳酸钙粒子的仿生合成  58-59
    3.2.3 样品的表征  59
  3.3 结果与讨论  59-68
    3.3.1 FESEM 分析  59-60
    3.3.2 XRD 分析  60-61
    3.3.3 PAA 的浓度对于碳酸钙结晶的影响  61-64
    3.3.4 改变PAA 的pH 值对于碳酸钙结晶的影响  64-66
    3.3.5 反应时间对碳酸钙晶体形貌的影响  66-68
  3.4 反应机理讨论  68-69
  3.5 本章小结  69-70
  参考文献  70-72
第四章碳酸钙中空微球的仿生合成及表征  72-92
  4.1 引言  72-77
  4.2 实验部分  77-78
    4.2.1 试剂及仪器  77
    4.2.2 碳酸钙中空微球的仿生合成  77-78
    4.2.3 样品的表征  78
  4.3 结果与讨论  78-87
    4.3.1 FESEM 分析  78-79
    4.3.2 TEM 分析  79
    4.3.3 XRD 分析  79-80
    4.3.4 SDS 的浓度对于碳酸钙结晶和聚集行为的影响  80-84
    4.3.5 PAA 的浓度对于碳酸钙结晶和聚集行为的影响  84-87
  4.4 反应机理讨论  87-89
  4.5 本章小结  89-90
  参考文献  90-92
攻读硕士学位期间发表的论文  92-94
摘要  94-96
Abstract  96-99
致谢  99

具有特殊形貌的碳酸钙材料的仿生合成及表征

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