海藻酸鈣凝膠體系中無機(jī)礦物（碳酸鈣、草酸鈣）的結(jié)晶行為
本文關(guān)鍵詞：凝膠體系中生物礦物生長的研究進(jìn)展，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
《山東大學(xué)》 2010年
海藻酸鈣凝膠體系中無機(jī)礦物（碳酸鈣、草酸鈣）的結(jié)晶行為
李新平
【摘要】： 海藻酸鈣水凝膠是一種含有大量水的交聯(lián)網(wǎng)狀物,可用作碳酸鈣(CaCO3)和草酸鈣(CaC2O4)仿生礦化的前驅(qū)體,論文共分為兩個部分： 碳酸鈣：通過氨和二氧化碳?xì)怏w的緩慢擴(kuò)散,海藻酸鈣前驅(qū)凝膠明確的空間結(jié)構(gòu)、滲透性和離子交換性有利于方解石超結(jié)構(gòu)的形成。當(dāng)海藻酸鈣水凝膠膠凝了大量的液體時,通過對海綿狀凝膠珠外部的羧基官能團(tuán)的成核點(diǎn)的復(fù)制,得到了外部方解石排列的碳酸鈣。這些方解石超結(jié)構(gòu)的內(nèi)部特征表明了方解石向內(nèi)生長的趨勢,此即凝膠珠的滲透性和滲透氣體的擴(kuò)散方向。在較少量液體存在(即成核點(diǎn)密度較大)時,前驅(qū)凝膠有利于具有平滑表面的方解石超結(jié)構(gòu)的形成,證明了超結(jié)構(gòu)內(nèi)部方解石納米顆粒的局部有序排列。這在一定程度上模擬了生物機(jī)體控制無機(jī)物礦化過程,主要體現(xiàn)在以下幾個方面：(1)生物分子官能團(tuán)吸附Ca2+；(2)三維網(wǎng)狀有機(jī)結(jié)構(gòu)中的無機(jī)礦物的受限結(jié)晶；(3)與有機(jī)基質(zhì)結(jié)構(gòu)相關(guān)的礦物粒子超結(jié)構(gòu)的形成。此部分最有創(chuàng)新型的研究結(jié)果是：一些看上去類似單晶的碳酸鈣實際上是由一些微小的方解石斜方顆粒組成的,而且這些堆積的顆粒是沿著聚合物骨架排列的。所以說,多價金屬凝膠相中無機(jī)礦物的結(jié)晶行為為仿生合成功能材料提供了一種新的途徑。 草酸鈣：草酸鈣有一水草酸鈣(COM)、二水草酸鈣(COD)和三水草酸鈣(COT)三種晶型,其中COM是泌尿系統(tǒng)結(jié)石的主要組分,與COM相比,COD晶體更容易通過代謝排出。在30℃條件下,草酸銨((NH)4C2O4)飽和溶液加入到不同的鈣離子溶液體系中反應(yīng)得到了形貌和晶型各異的草酸鈣沉淀。(1)在水溶液反應(yīng)體系和鄰苯二甲酸氫鉀緩沖液反應(yīng)體系中,當(dāng)鈣離子濃度為0.0172mol／L,改變草酸根的濃度時僅得到相貌各異的COM晶體。(2)在四硼酸鈉緩沖液反應(yīng)體系(固定Ca2+濃度為0.0172 mol／L)中,C2O42-濃度較低時得到的沉淀主要是COD,其中COD的百分含量隨著草酸根濃度的增加而降低；C2O42-濃度較高時,得到的沉淀只有COM。(3)(NH)4C2O4飽和溶液與海藻酸鈣凝膠混合,反應(yīng)主要得到了一些球形的聚集結(jié)構(gòu),其組成單元是多分散的草酸鈣晶體顆粒。在Ca2+濃度較低的反應(yīng)體系中,COM和COD共存；當(dāng)Ca2+濃度較高時,得到的草酸鈣均為COM。固定海藻酸鈣水凝膠的量(反應(yīng)體系中Ca2+濃度約為0.0172 mol／L)時,改變草酸根的濃度得到了COM和COD兩種晶型；COD的百分含量隨著草酸根濃度的增加而降低,C2O42-濃度較高時,得到的沉淀只有COM。這部分的研究結(jié)果表明：在非凝膠反應(yīng)體系中,四硼酸鈉緩沖液能夠促進(jìn)COD的成核與生長；在凝膠反應(yīng)體系中,海藻酸鈣水凝膠不僅能夠促進(jìn)COD的成核與生長,還在草酸鈣晶體顆粒聚集結(jié)構(gòu)的形成起到一定的模板作用。
【關(guān)鍵詞】：
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2010
【分類號】：O611.3
【目錄】：
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本文編號：113571
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