生物礦化中的納米無定形碳酸鈣.pdf

1、最新的生物礦化研究發(fā)現(xiàn),納米無定形碳酸鈣在碳酸鈣體系的礦化過程中起著重要的前驅(qū)體作用。它的組裝和相轉(zhuǎn)變是礦化的關鍵步驟,直接影響礦化過程中晶體形態(tài)的構(gòu)建、排列和取向。本論文研究了有機、無機添加劑等對無定形碳酸鈣的調(diào)控作用,探索了無定形納米前驅(qū)體的結(jié)構(gòu)、形成、穩(wěn)定性以及在生物礦化中由無定形態(tài)向結(jié)晶態(tài)轉(zhuǎn)化的機制,進一步闡明了無定形碳酸鈣在生物礦化中的作用,更好地指導仿生合成和制備各種功能材料。論文主要由以下五個部分組成： 第一章簡要

2、的介紹了生物礦化以及碳酸鈣的相關研究,并概述了本論文的研究背景和主要內(nèi)容。 第二章采用TGA/DSC表征了無定形碳酸鈣以及含聚電解質(zhì)的無定形碳酸鈣的熱轉(zhuǎn)化行為；通過添加不同體積的水調(diào)控無定形碳酸鈣的相轉(zhuǎn)化,利用IR和XRD表征轉(zhuǎn)化后產(chǎn)物的物相。結(jié)果表明,水可誘導無定形碳酸鈣發(fā)生相轉(zhuǎn)變,水含量越高,轉(zhuǎn)化速度越快；在水含量較低時,先轉(zhuǎn)化成亞穩(wěn)定的球霰石或文石,再轉(zhuǎn)變成熱力學最穩(wěn)定的方解石；而水含量比較高時,直接轉(zhuǎn)變成方解石。在熱轉(zhuǎn)化

3、和水溶液的轉(zhuǎn)化中,聚電解質(zhì)都顯示了抑制無定形相的結(jié)晶。研究表明,水量和聚電解質(zhì)是影響無定形碳酸鈣轉(zhuǎn)化的兩個重要因素。 第三章進一步研究了在聚4-苯乙烯磺酸鈉(PSS)存在下無定形碳酸鈣的轉(zhuǎn)化過程,發(fā)展了一種溫和條件下簡便又新穎的碳酸鈣納米空球合成方法：在室溫條件下,通過少量水誘導含PSS的無定形碳酸鈣(PSS-ACC)納米顆粒相轉(zhuǎn)化而制得球霰石納米空球。研究表明,通過調(diào)節(jié)PSS-ACC中PSS的含量可以調(diào)控空球的尺寸。結(jié)果顯示,

4、在形成空心球過程,水和聚4-苯乙烯磺酸鈉共同起重要作用,同時通過調(diào)節(jié)PSS含量以及水量可以得到尺寸大小可控的高產(chǎn)率球霰石納米空球。 第四章研究了鎂離子對無定形碳酸鈣轉(zhuǎn)化的影響。在4-6℃,由碳酸鈉與氯化鈣溶液直接混合后制備得到不同鈣鎂比的無定形碳酸鈣。結(jié)果顯示,無定形碳酸鈣中的鎂含量直接影響產(chǎn)物的相和形貌；水量和轉(zhuǎn)化時間也對相和形貌有影響。同時通過外加含鎂溶液誘導無定形碳酸鈣顆粒的相轉(zhuǎn)化得到了文石。第五章：在沒有任何添加劑的情況