發(fā)布時間：2024-05-14 22:10

　　本論文圍繞有機/無機復合物的制備及生長機理研究展開。大自然在制備有機/無機復合物方面為我們作出了很好的榜樣：廣泛存在于生物體中的生物礦物,就是在有機模板引導下礦物相自組裝形成的高度有序的復合材料。因此,我們的研究從體外模擬生物礦化出發(fā),制備了多種生物聚合物/無機鹽復合物,并對有機物調(diào)控晶體生長的機理進行了探討。將礦化與工業(yè)制備相結(jié)合,我們發(fā)展了高壓/超臨界二氧化碳碳酸化法,制備了亞微米級復合物并可通過調(diào)節(jié)實驗條件控制復合物的粒徑、形貌,對此我們提出了相應的機理,對體外模擬礦化研究形成了一定的參照。為了深入分析復合物中的有機/無機相互作用,我們采用紅外光譜結(jié)合二維相關分析,對有機基質(zhì)的結(jié)構(gòu)進行了深入的研究,并初步探討了有機質(zhì)和無機礦物之間的相互作用。 論文全文共分為七章。 第一章緒論從有機/無機復合材料和自組裝過程入題,著重介紹了生物體內(nèi)礦化以及有機物調(diào)控碳酸鹽礦化的研究進展,概述了一種較新的工業(yè)制備碳酸鈣方法-高壓/超臨界二氧化碳碳酸化法。此外,緒論部分也對我們在研究有機/無機相互作用時采用的主要手段-紅外光譜以及二維相關分析做了簡單的介紹。 在第二章中,我們采用仿生的二氧化碳擴散法,...

【文章頁數(shù)】：169 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
論文摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 有機/無機復合材料及自組裝
    1.2 生物礦化過程及其機理研究
        1.2.1 生物礦物
        1.2.2 生物礦化過程中的機理研究
    1.3 有機物調(diào)控碳酸鹽生長的研究進展
        1.3.1 可溶性添加劑對碳酸鈣的調(diào)控
            1.3.1.1 生物大分子
            1.3.1.2 合成可溶性聚合物
            1.3.1.3 低分子量添加劑
        1.3.2 不溶基質(zhì)對碳酸鈣形貌的調(diào)控
        1.3.3 非經(jīng)典結(jié)晶理論
        1.3.4 有機物引導碳酸鋇的礦化
    1.4 礦化方法
        1.4.1 模仿生物體內(nèi)礦化過程的體外模擬礦化方法
        1.4.2 高壓/超臨界態(tài)二氧化碳為碳酸根源制備碳酸鹽
            1.4.2.1 高壓/超臨界CO₂碳酸化法-工業(yè)制備碳酸鈣的新方法
            1.4.2.2 有機物調(diào)控下應用高壓/超臨界CO₂碳酸化法制備碳酸鹽復合物
    1.5 紅外光譜及二維相關分析
    1.6 課題的研究意義及研究思路
    參考文獻
第二章 羧甲基纖維素引導下碳酸鈣的仿生合成
    2.1 引言
    2.2 實驗部分
        2.2.1 主要試劑和材料
        2.2.2 羧甲基纖維素/碳酸鈣復合顆粒的制備
            2.2.2.1 玻璃器皿的前處理
            2.2.2.2 水溶液中碳酸鈣的結(jié)晶
        2.2.3 表征儀器及方法
    2.3 實驗結(jié)果
        2.3.1 不同CMC濃度溶液中制備的粒子
        2.3.2 "玫瑰花"狀粒子的生長過程
            2.3.2.1 準時間分辨電鏡監(jiān)測形貌的發(fā)育過程
            2.3.2.2 溶液中pH及[Ca²⁺]隨時間的變化情況
            2.3.2.3 其他中間態(tài)粒子
        2.3.3 不同CMC分子量下得到的晶體
        2.3.4 不同鈣離子濃度下得到的晶體
        2.3.5 不同條件下所制備復合物的晶型
        2.3.6 復合物的紅外光譜
        2.3.7 復合物中有機質(zhì)含量的分析
    2.4 討論
        2.4.1 "玫瑰花"狀方解石粒子的形成過程
        2.4.2 濃度對晶體形貌的影響
        2.4.3 分子量對晶體形貌的影響
        2.4.4 鈣離子濃度對晶體形貌的影響
    2.5 本章小結(jié)
    參考文獻
第三章 羧甲基纖維素對碳酸鋇的形貌調(diào)控及其針狀晶體單元的組裝機理
    3.1 引言
    3.2 實驗部分
        3.2.1 主要試劑和材料
        3.2.2 羧甲基纖維素引導碳酸鋇的結(jié)晶
            3.2.2.1 玻璃器皿的前處理
            3.2.2.2 水溶液中碳酸鋇的結(jié)晶
        3.2.3 表征儀器及方法
        3.2.4 分子動力學模擬
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 分子動力學模擬探討CMC鏈與BaCO₃超晶胞之間的相互作用
            3.3.1.1 CMC重復單元及長鏈的構(gòu)建
            3.3.1.2 BaCO₃晶胞及超晶胞的構(gòu)建
            3.3.1.3 CMC鏈段與BaCO₃超晶胞的相互作用
        3.3.2 準時間分辨實驗檢測晶體的生長過程
            3.3.2.1 0.1g/l CMC溶液中碳酸鋇晶體單元的聚集
            3.3.2.2 其他濃度CMC溶液中晶體形貌的演變
        3.3.3 調(diào)節(jié)CMC濃度實現(xiàn)對BaCO₃聚集體結(jié)構(gòu)形貌的調(diào)控
    3.4 本章小結(jié)
    參考文獻
第四章 高壓/超臨界態(tài)二氧化碳快速礦化法制備有機物/碳酸鹽復合粒子
    4.1 引言
    4.2 實驗部分
        4.2.1 主要試劑和材料
        4.2.2 高壓/超臨界二氧化碳碳酸化法制備復合粒子
            4.2.2.1 玻璃器皿的前處理
            4.2.2.2 復合粒子的制備
        4.2.3 表征儀器及方法
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 碳酸鈣復合粒子化學組成及結(jié)構(gòu)的初步鑒定
        4.3.2 CMC濃度對碳酸鈣復合粒子形貌的影響
        4.3.3 CMC分子鏈長度對碳酸鈣形貌的影響
        4.3.4 CO₂狀態(tài)對碳酸鈣形貌的影響
        4.3.5 高分子鏈柔順性對碳酸鈣形貌的影響
        4.3.6 不同條件對碳酸鈣礦化產(chǎn)物的影響小結(jié)
        4.3.7 制備碳酸鋇復合粒子的初步探索
    4.4 本章小結(jié)
    參考文獻
第五章 羧甲基纖維素的氫鍵結(jié)構(gòu)研究及其與無機物之間相互作用的初步探索
    5.1 引言
    5.2 實驗部分
        5.2.1 主要試劑及CMC膜的制備
        5.2.2 表征儀器及方法
        5.2.3 二維相關分析
    5.3 結(jié)果與討論
        5.3.1 CMC粉末和薄膜的比較
        5.3.2 CMC膜升溫過程中兩個重要的溫度點
        5.3.3 二維相關分析
            5.3.3.1 C=O伸縮振動區(qū)間
            5.3.3.2 OH伸縮振動區(qū)間
        5.3.4 常溫下CMC中的氫鍵結(jié)構(gòu)
        5.3.5 采用紅外光譜對復合物中CMC與碳酸鈣相互作用的初步探索
    5.4 本章小結(jié)
    參考文獻
第六章 應用紅外光譜研究常態(tài)及超臨界二氧化碳條件下再生絲素蛋白膜的結(jié)構(gòu)及升溫過程中的結(jié)構(gòu)變化
    6.1 引言
    6.2 實驗部分
        6.2.1 主要試劑及材料
        6.2.2 再生絲素蛋白膜的制備
        6.2.3 表征儀器及方法
        6.2.4 二維相關分析
    6.3 結(jié)果與討論
        6.3.1 對NH及OH區(qū)間的分析
        6.3.2 對酰胺Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ區(qū)間的分析
        6.3.3 超臨界CO₂下再生絲蛋白膜隨溫度變化的紅外光譜
    6.4 本章小結(jié)
    參考文獻
第七章 全文總結(jié)
附錄
致謝



本文編號：3973482