本文選題：仿生合成 + 碳酸鈣��； 參考：《西南科技大學》2017年碩士論文

【摘要】：隨著生物礦化研究的逐漸深入,人們已經(jīng)意識到有機基質(zhì)和無機金屬離子對礦化產(chǎn)物的形貌和結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵性的影響,并在這方面開展了大量卓有成效的工作。但是,還存在現(xiàn)有的仿生礦化方法與天然的生物礦化過程差距較大、目前已經(jīng)研究金屬離子種類非常有限、仿生礦化與實際應用脫節(jié)等不足。本文針對以上問題,以Ca CO_3為仿生合成的研究對象,通過蛋清蛋白的模板作用,較為系統(tǒng)地開展了蛋清泡沫模板氣-液界面組裝的方法研究、Sr~(2+)和Cs~+與Ca CO_3仿生礦化過程相互作用關(guān)系的應用研究。本論文研究成果是對現(xiàn)有仿生礦化方法的有益補充,豐富了生物礦化機理,同時還為處理低放廢水提供了新思路。主要研究內(nèi)容如下:(1)以蛋清蛋白泡沫為有機模版,通過氣體擴散法仿生制備出亞微米級均勻球形Ca CO_3,考察了雞蛋清和Ca Cl2溶液的體積比及Ca~(2+)濃度對Ca CO_3形貌和晶型的影響,并研究了Ca CO_3對Sr~(2+)的吸附性能。采用掃描電子顯微鏡(SEM)、X射線衍射儀(XRD)、傅里葉變換紅外光譜儀(FT-IR)、高分辨透射電子顯微鏡(HRTEM)、比表面分析儀(BET)等對Ca CO_3的形貌、晶型、比表面積等進行了表征。結(jié)果顯示,雞蛋清和Ca Cl2溶液的體積比為2:1時,蛋清泡沫的穩(wěn)定性最好。Ca~(2+)濃度為1 mol/L時,形成尺寸均勻的純球霰石。Ca CO_3對Sr~(2+)吸附36 h后,達到其飽和吸附量(51.36 mg/g)。另外,從機理上分析了Ca CO_3的礦化生長和吸附。(2)以蛋清蛋白為有機模板,分別加入Sr~(2+)、Cs~+,利用氣體擴散法和直接沉淀法仿生制備Ca CO_3,探究了Sr~(2+)、Cs~+對Ca CO_3形貌和晶型的影響,以及Sr~(2+)濃度、不完全直接沉淀、Cs~+濃度和礦化時間對吸附率的影響。采用SEM、XRD、FT-IR等對Ca CO_3礦化產(chǎn)物進行了表征。結(jié)果顯示,Sr~(2+)只有在和蛋清蛋白共同作用下才有利于針狀文石Ca CO_3的生成。礦化過程對Sr~(2+)的吸附率隨Sr~(2+)濃度的增大而增大,且在Sr~(2+)濃度為100 mg/L時達到最大。直接沉淀法對Sr~(2+)的吸附率明顯大于氣體擴散法。在蛋清蛋白作用下,低濃度Cs~+有利于球霰石的生成、高濃度Cs~+有利于方解石的生成。礦化過程對Cs~+的吸附率隨Cs~+濃度的增大先增大后下降,隨礦化時間的增加而降低。
[Abstract]:With the further study of biomineralization, people have realized the critical influence of organic matrix and inorganic metal ions on the morphology and structure of mineralized products, and have carried out a lot of fruitful work in this field. However, there is still a big gap between the existing biomimetic mineralization methods and the natural biomineralization process. At present, the study of metal ion species is very limited, and the biomimetic mineralization is disjointed with the practical application. In order to solve the above problems, Ca CO_3 was taken as the research object of biomimetic synthesis, and the template of egg white protein was used. A systematic study on the gas-liquid interface assembly of egg white foam formwork was carried out. The interaction between CS2 and Ca CO_3 biomimetic mineralization process was studied. The research results of this paper are a useful supplement to the existing biomimetic mineralization methods, enrich the biomineralization mechanism, and provide a new idea for the treatment of low level waste water. The main contents of this study are as follows: (1) using egg white protein foam as organic template, homogeneous spherical Ca CO3 with submicron size was prepared by gas diffusion method. The effects of the volume ratio of egg white and Ca Cl2 solution and the concentration of Ca~(2) on the morphology and crystal form of Ca CO_3 were investigated. The adsorption properties of Ca CO_3 for Sr~(2) were studied. The morphology, crystal form and specific surface area of Ca CO_3 were characterized by scanning electron microscope (SEM), Fourier transform infrared spectrometer (FTIR), high resolution transmission electron microscope (TEM) and specific surface analyzer (BET). The results showed that when the volume ratio of egg white to Ca Cl2 solution was 2:1, the stability of egg white foam was the best when the concentration was 1 mol/L. After 36 h of adsorption of Sr~(2 to Sr~(2, the saturated adsorption capacity was 51.36 mg / g / g. In addition, the mineralized growth and adsorption of Ca CO_3 were analyzed. The effect of Sr~(2 Cs3 on the morphology and crystal form of Ca CO_3 was investigated by bionic preparation of Ca CO3 by gas diffusion method and direct precipitation method with egg white protein as organic template. The effects of concentration of Sr~(2, concentration of Cs~ and mineralization time on adsorption rate were investigated. The mineralized products of Ca CO_3 were characterized by SEMN XRDX FT-IR and so on. The results showed that the formation of Ca CO_3 in acicular aragonite was facilitated only by the interaction with egg white protein. The adsorption rate of Sr~(2 increased with the increase of Sr~(2 concentration, and reached the maximum when the concentration of Sr~(2) was 100 mg/L. The adsorption rate of Sr~(2 by direct precipitation method is obviously higher than that by gas diffusion method. Under the action of egg white protein, low concentration of CS- ~ is beneficial to the formation of vaterite, and high concentration of CS- ~ is beneficial to the formation of calcite. The adsorption rate of CS ~ in the mineralization process increases first and then decreases with the increase of the concentration of CS ~, and decreases with the increase of the mineralization time.
【學位授予單位】：西南科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TB391;O647.3

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本文編號：1802971