生物礦化中的納米無(wú)定形碳酸鈣.pdf

1、最新的生物礦化研究發(fā)現(xiàn),納米無(wú)定形碳酸鈣在碳酸鈣體系的礦化過(guò)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(guān)鍵步驟,直接影響礦化過(guò)程中晶體形態(tài)的構(gòu)建、排列和取向。本論文研究了有機(jī)、無(wú)機(jī)添加劑等對(duì)無(wú)定形碳酸鈣的調(diào)控作用,探索了無(wú)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(wú)定形態(tài)向結(jié)晶態(tài)轉(zhuǎn)化的機(jī)制,進(jìn)一步闡明了無(wú)定形碳酸鈣在生物礦化中的作用,更好地指導(dǎo)仿生合成和制備各種功能材料。論文主要由以下五個(gè)部分組成： 第一章簡(jiǎn)要

2、的介紹了生物礦化以及碳酸鈣的相關(guān)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(wú)定形碳酸鈣以及含聚電解質(zhì)的無(wú)定形碳酸鈣的熱轉(zhuǎn)化行為；通過(guò)添加不同體積的水調(diào)控?zé)o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(dǎo)無(wú)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(shí),先轉(zhuǎn)化成亞穩(wěn)定的球霰石或文石,再轉(zhuǎn)變成熱力學(xué)最穩(wěn)定的方解石；而水含量比較高時(shí),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(wú)定形相的結(jié)晶。研究表明,水量和聚電解質(zhì)是影響無(wú)定形碳酸鈣轉(zhuǎn)化的兩個(gè)重要因素。 第三章進(jìn)一步研究了在聚4-苯乙烯磺酸鈉(PSS)存在下無(wú)定形碳酸鈣的轉(zhuǎn)化過(guò)程,發(fā)展了一種溫和條件下簡(jiǎn)便又新穎的碳酸鈣納米空球合成方法：在室溫條件下,通過(guò)少量水誘導(dǎo)含PSS的無(wú)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(guò)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(guò)程,水和聚4-苯乙烯磺酸鈉共同起重要作用,同時(shí)通過(guò)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(duì)無(wú)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(wú)定形碳酸鈣。結(jié)果顯示,無(wú)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(shí)間也對(duì)相和形貌有影響。同時(shí)通過(guò)外加含鎂溶液誘導(dǎo)無(wú)定形碳酸鈣顆粒的相轉(zhuǎn)化得到了文石。第五章：在沒(méi)有任何添加劑的情況