基于碳酸鈣和氧化物納米結構制備與表征.pdf

1、無機納米材料具有優(yōu)異的物理化學性能，在光學、電子學、機械力、催化、傳感、生物等領域有著廣泛的應用。例如，納米碳酸鈣的形貌對生物礦化有重要影響，氧化物納米材料的形貌直接影響著其性能及應用。目前，無機納米材料如碳酸鈣和金屬氧化物等還不能達到形貌的可控制備，實現(xiàn)最大化的利用其性質來制備功能性納米材料。因此，針對形貌提高功能性納米材料的性質研究與形貌可控是一個挑戰(zhàn)性課題。近年來，采用不同的制備方法以及修飾劑，設計制備功能性納米材料，對于無機納米

2、材料的研究發(fā)展有重要意義。特別是無機納米材料的結構、形貌、尺寸等因素對其功能有著重要的影響，對這些因素的有效控制成為納米材料研究的熱點。
　　本論文設計了不同的調控實驗條件與探索實驗方案，實現(xiàn)對無機功能材料納米結構的調控與剪裁。通過改變反應時間、溫度、反應物配比及表面分子調控等因素，成功的制備出了各種形貌的碳酸鈣和金屬氧化物等不同體系的納米結構。論文主要研究內容概括如下:
　　1、以微凝膠為模板，采用反相微乳液法，通過改變微

3、凝膠中聚合物的濃度和反應時間以及不同的反應介質，制備出了幾種不同結構的碳酸鈣:六面體結構、橢球形結構以及刺狀結構等。由于丙烯酸中羰基對Ca2+離子的吸引作用比丙烯酰胺的更強烈些，更能夠提供成核位點，利于礦化的發(fā)生。所以隨著丙烯酸的增加，方解石相含量上升。實驗結果表明方解石與球霰石在生長過程中是競爭關系，方解石是由納米薄片構成的，而球霰石是由納米球構成的。
　　2、采用表面分子調控的碳化法，將氨基酸加入到碳化體系中，在其為有機質誘導

4、作用下，研究并比較了側鏈帶不同電荷的氨基酸對碳酸鈣晶體的調控，在帶負電的酸性氨基酸的羧基與鈣離子結合形成晶體成核模板中促進了球霰石生成，中性氨基酸在pH=7的條件下不帶電荷生成大部分為方解石型的晶體，堿性氨基酸在溶液中帶有大量正電荷，全部生成方解石晶體。通過改變氨基酸的種類、質量、pH值以及時間等反應條件，可以得到一系列形貌、結構與晶型皆不同的碳酸鈣納米結構，分別制備出了花狀、橢球狀以及棒狀等多種形貌的碳酸鈣納米粒子。
　　3、利

5、用表面分子調控的水熱法，分別制備出α-Fe2O3和CuO兩種氧化物的納米結構。實驗結果表明以FeCl3為原料，水熱合成的α-Fe2O3為膠囊狀結構，通過改變磷酸鹽溶液的比例，可以合成α-Fe2O3納米環(huán)。運用低溫水熱合成方法，在表面活性劑CTAB存在條件下，制備了大量亞微米級刺狀星形氧化銅粉末。在制備過程中，表面活性劑CTAB對多刺狀星形氧化銅形成起到關鍵作用，同時結合水熱合成方法，為利用表面活性劑CTAB調控出其它具有不同形貌的過渡金