碳酸鈣的植物模板法制備與表征.pdf

1、本論文依據(jù)生物礦化原理，提出了用植物模板仿生合成碳酸鈣無機(jī)材料的新思路。利用綠色合成的方法，以天然植物葉脈作模板調(diào)控合成不同形貌和結(jié)構(gòu)的球霰石和方解石；以鎂離子作為添加劑在竹葉模板上合成了復(fù)雜結(jié)構(gòu)的文石晶體；在室溫下，以活體植物不同部位為模板調(diào)控合成了方解石和球霰石。對產(chǎn)物的性質(zhì)進(jìn)行了研究，并對產(chǎn)物的形成機(jī)理進(jìn)行了探討。具體研究內(nèi)容如下：
　　 1.在室溫下，利用葉脈為模板調(diào)控碳酸鈣晶體的生長。研究結(jié)果表明碳酸鈣的形貌和晶型隨鈣

2、離子濃度和CO2氣體擴(kuò)散速度發(fā)生變化。隨著鈣離子濃度的增加，產(chǎn)物的形貌由多樣化變?yōu)閱我坏牧⒎襟w，由純的球霰石變化為球霰石和方解石的混合物；CO2氣體擴(kuò)散速度對產(chǎn)物形貌有影響，而且氣體擴(kuò)散速度加快，不利于球霰石的(200)面生長；對氣體擴(kuò)散速度較快時(shí)濃度為0.05 mol/L鈣離子溶液中葉脈上形成的立方體形貌的碳酸鈣晶體的動(dòng)力學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，長時(shí)間反應(yīng)以后，晶體中有少量球霰石轉(zhuǎn)化為方解石。另外，還發(fā)現(xiàn)在葉脈模板上，低濃度鈣離子有利于合成多孔的

3、碳酸鈣晶體。該研究為合成多孔材料提供了一種新的方法。
　　 2.以鎂離子作為添加劑，由含有豐富的葉綠素和許多其它生物大分子的竹葉作模板，在室溫下調(diào)控碳酸鈣晶體的生長。并進(jìn)一步探討了鎂離子與有機(jī)質(zhì)協(xié)同作用時(shí)，對碳酸鈣晶體生長的影響。結(jié)果表明，單獨(dú)的竹葉、鎂離子介質(zhì)中的竹葉以及載玻片三種不同體系中形成的碳酸鈣晶體的形貌均有變化，竹葉和鎂離子協(xié)同作用，得到了一種自組裝、自相似的具有良好等級(jí)的超結(jié)構(gòu)的碳酸鈣晶體，單獨(dú)的竹葉在不同濃度的鈣

4、離子溶液中，調(diào)控生成了不同形貌的純的方解石型碳酸鈣晶體；我們對超結(jié)構(gòu)的碳酸鈣晶體形成進(jìn)行了機(jī)理探討。該研究可能為復(fù)雜結(jié)構(gòu)無機(jī)材料的合成提供一條新的途徑。
　　 3.以天然活體植物--水仙作為模板，室溫下在水仙的各部位表面調(diào)控合成碳酸鈣晶體，并對產(chǎn)物進(jìn)行了SEM、XRD的分析和表征。碳酸鈣的形貌隨水仙的葉子、鱗莖、花部位不同而變化，分別是紡錘形、立方體、類球形，晶體大小為微米級(jí)，均為方解石和球霰石的混合物。由于水仙不同部位生物分子