無(wú)定形碳酸鈣的一些合成、轉(zhuǎn)化及性質(zhì)研究.pdf

1、本論文首先綜述了研究生物礦物的重要性及生物礦化的研究進(jìn)展，重點(diǎn)闡述了無(wú)定形碳酸鈣在生物礦化領(lǐng)域的重要作用。雖然無(wú)定形碳酸鈣的合成與機(jī)理研究已經(jīng)取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，但是，對(duì)無(wú)定形碳酸鈣的合成、穩(wěn)定和轉(zhuǎn)化還存在很多未解之謎?；诖?，本論文以無(wú)定形碳酸鈣為主要研究對(duì)象，發(fā)現(xiàn)了一種有機(jī)小分子可以穩(wěn)定無(wú)定形碳酸鈣，研究了對(duì)無(wú)定形碳酸鈣的穩(wěn)定作用以及結(jié)晶生長(zhǎng)控制，探討了其穩(wěn)定的無(wú)定形碳酸鈣結(jié)晶轉(zhuǎn)化的機(jī)理；嘗試使用聚丙烯酸穩(wěn)定的無(wú)定形碳酸鈣進(jìn)行了水處理

2、應(yīng)用的研究；同時(shí)，發(fā)現(xiàn)了一種很好的染料分子可用，于無(wú)定形碳酸鈣的染色，并研究了結(jié)晶轉(zhuǎn)化過(guò)程中染料的轉(zhuǎn)移情況。所取得的主要研究成果如下：
　　 1.在氣相擴(kuò)散實(shí)驗(yàn)中，發(fā)現(xiàn)一種低分子量的有機(jī)分子--1，3-二氨基-2-羥基丙烷-N，N，N’，N’.四乙酸至少能在三天內(nèi)使無(wú)定形碳酸鈣保持穩(wěn)定而不發(fā)生晶形轉(zhuǎn)變。系統(tǒng)地研究了l，3-氨基-2-羥基丙烷-N，N,N’，N’.四乙酸穩(wěn)定的無(wú)定形碳酸鈣從穩(wěn)定到結(jié)晶轉(zhuǎn)變的過(guò)程。通過(guò)選擇性的中斷反應(yīng)

3、，成功捕獲了無(wú)定形碳酸鈣的成核區(qū)域與反應(yīng)中間態(tài)。發(fā)現(xiàn)無(wú)定形碳酸鈣存在兩種形式，其一能夠在基底上形成密堆積層，在此層可以導(dǎo)致成核的出現(xiàn)；另一種則形成類球狀聚集體，成核開(kāi)始后，此聚集體即從內(nèi)部溶解，進(jìn)而消失。在結(jié)晶過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)在基底上形成的結(jié)晶中間體表現(xiàn)為纖維狀聚集態(tài)，且整體顯示出從棒到啞鈴最終到球形的轉(zhuǎn)變過(guò)程。在機(jī)理上，提出了選擇性吸附和介觀晶體轉(zhuǎn)變?cè)跓o(wú)定形碳酸鈣的轉(zhuǎn)變過(guò)程中起了決定性的作用。
　　 2.研究了聚丙烯酸穩(wěn)定的無(wú)定形

4、碳酸鈣在去除水溶液中有毒重金屬離子中的應(yīng)用。研究結(jié)果表明，最大去除量分別是514.62 mg Cd2+/g，1028.21 mg pb2+/g，258.85 mg Cr3+/g，320.5 mg Fe3+/g，537.2 mg Ni2+/g，無(wú)定形碳酸鈣不僅能大量去除水中重金屬離子，還能去除痕量金屬離子。在處理痕量放射性Eu3+離子污染的水溶液時(shí)，發(fā)現(xiàn)平均去除百分比約為83.0％。還系統(tǒng)地研究了無(wú)定形碳酸鈣對(duì)Cd2+離子的去除情況以及可

5、能的去除機(jī)理。認(rèn)為由無(wú)定形碳酸鈣的高溶解性導(dǎo)致的沉淀轉(zhuǎn)化反應(yīng)是決定無(wú)定形碳酸鈣高去除率的原因。
　　 3.以水解碳酸二甲酯的方法合成了1，3-二氨基-2-羥基丙烷-N,N，N’，N’-四乙酸穩(wěn)定的無(wú)定形碳酸鈣，研究了其組成以及不同初始組分對(duì)結(jié)晶轉(zhuǎn)化的影響，發(fā)現(xiàn)該方法得到的無(wú)定形碳酸鈣組成基本固定，有機(jī)分子在其中所占的比例非常少。同時(shí)，發(fā)現(xiàn)在不同初始濃度下獲得的無(wú)定形碳酸鈣在結(jié)晶過(guò)程中基本保持相同的行為，即均主要產(chǎn)生了棒狀形貌，說(shuō)