堿土族碳酸鹽及鎢酸鹽微-納米材料的仿生合成與形貌控制研究.pdf

1、了解自然、師法自然，進(jìn)行材料的仿生合成，是近年來(lái)材料化學(xué)界的一大熱點(diǎn)。一些原來(lái)與無(wú)機(jī)材料合成不相關(guān)的生物概念，諸如形態(tài)發(fā)生、復(fù)制、自組織、轉(zhuǎn)錄，協(xié)同和突變等等都為仿生礦化材料的合成提供了新的思路。本文在對(duì)仿生進(jìn)行化學(xué)思考的基礎(chǔ)上提出了利用活性生物膜法和仿生支撐液膜法控制無(wú)機(jī)礦物的析出。 首先，本文利用活性生物膜做為反應(yīng)器，對(duì)堿土族碳酸鹽的生長(zhǎng)進(jìn)行了研究，結(jié)果表明，豆芽生物膜對(duì)碳酸鈣的晶型有很好的選擇性，所有在該體系內(nèi)制各的碳酸鈣

2、都結(jié)晶為亞穩(wěn)定的文石，當(dāng)引入一類有機(jī)小分子作為晶體生長(zhǎng)修飾劑后，產(chǎn)物在保持亞穩(wěn)文石的結(jié)構(gòu)時(shí)，都出現(xiàn)了具有納米亞結(jié)構(gòu)的組裝形貌，當(dāng)修飾劑為檸檬酸時(shí)，產(chǎn)物為松花狀，且每一朵松花都是由兩種不同的納米亞結(jié)構(gòu)組裝形成的。當(dāng)修飾劑為NTA和EDTA時(shí)，產(chǎn)物形貌為納米線組裝形成的花朵和由納米棒形成的樹(shù)枝狀。但是也同樣由于生物膜的選擇性，碳酸鍶和碳酸鋇的結(jié)晶控制并沒(méi)有獲得相似的結(jié)果。 其次，本文還利用支撐液膜的離子泵功能和無(wú)機(jī)/有機(jī)界面異相成核

3、的獨(dú)特條件，以和活性豆芽膜相同的同樣條件，比較了堿土族碳酸鹽的結(jié)晶生長(zhǎng)情況，發(fā)現(xiàn)該反應(yīng)體系能穩(wěn)定另外一種亞穩(wěn)的球霰石，結(jié)合修飾劑以后，也能形成多種形貌，但是相比較活性豆芽膜，它一般不存在納米亞結(jié)構(gòu)的組裝形式。 另外，在上述研究的基礎(chǔ)上本文還對(duì)活體豆芽膜的雙模板特點(diǎn)進(jìn)行了研究，以堿土族鎢酸鹽為對(duì)象，發(fā)現(xiàn)豆芽對(duì)產(chǎn)物形貌控制具有內(nèi)外不同效應(yīng)，內(nèi)部產(chǎn)物都為棒狀，這可能跟內(nèi)部管狀結(jié)構(gòu)造成的空間限域效應(yīng)有關(guān)，外部產(chǎn)物都為納米球形，且它們的紅