CaCO3的礦化合成及形貌控制.pdf

1、生物礦物是生物體的重要組成部分，具有以往材料及常規(guī)復(fù)合材料所不具備的特殊形貌和性能優(yōu)勢。CaCO3是自然界中被發(fā)現(xiàn)的最為豐富的生物材料之一，近年來，涉及生物礦化的CaCO3材料的研究引起了科學(xué)家的廣泛關(guān)注。本論文的重點是利用仿生合成技術(shù)，通過有機(jī)大分子與無機(jī)物離子在界面處相互作用的礦化機(jī)理來控制 CaCO3的結(jié)構(gòu)與形貌，從而獲得具有擇優(yōu)生長取向的CaCO3材料。
　　本論文以聚乙二醇（PEG）為礦化調(diào)控劑，通過化學(xué)共沉淀法實現(xiàn)了納

2、米棒狀碳酸鈣的可控合成。研究發(fā)現(xiàn)溶液中Ca2+和CO32-的濃度對CaCO3晶體形成起關(guān)鍵的作用，Ca2+和CO32-的濃度越高，參與絡(luò)合的Ca2+就越多，CaCO3晶體的形成就越完善。但是如果Ca2+和CO32-的局部濃度過大，會使二者迅速反應(yīng)，此時CaCO3晶核的生長速度大于晶體的生長速度，導(dǎo)致晶體結(jié)晶度下降。聚乙二醇(PEG)的濃度決定生物礦化CaCO3的晶體結(jié)構(gòu)，在低濃度時利于礦化合成文石結(jié)構(gòu) CaCO3晶體，高濃度時容易得到方

3、解石結(jié)構(gòu)CaCO3晶體。在最優(yōu)合成工藝條件下，制備出的CaCO3晶須的長度為20～35μm。
　　利用聚丙烯酸（PAA）和十二烷基苯基磺酸鈉（SDS）作為礦化調(diào)控劑，實現(xiàn)了不同形貌碳酸鈣的可控合成。研究發(fā)現(xiàn)，反應(yīng)物的濃度對納米碳酸鈣的形貌起調(diào)控作用，反應(yīng)物濃度不斷減小時，CaCO3晶體的形貌也不斷變化，可以實現(xiàn)從球狀和花狀混合到花狀為主再到球形的轉(zhuǎn)變。反應(yīng)溫度較高有利于文石型碳酸鈣晶體產(chǎn)生，反應(yīng)溫度較低時可合成方解石型碳酸鈣晶體。

4、PAA濃度太大時 CaCO3晶體成核時更容易團(tuán)聚在一起導(dǎo)致最后的花簇有團(tuán)聚。實驗結(jié)果表明，通過改變反應(yīng)條件可以制備出球形、梅花形、星形等形貌的納米碳酸鈣。
　　采用水熱合成方法，可控合成了不同形貌的CaCO3晶體。研究了聚乙二醇（PEG）濃度、十二烷基苯基磺酸鈉（SDS）濃度、聚丙烯酰胺（PAM）濃度及反應(yīng)時間對CaCO3形貌和晶體結(jié)構(gòu)的影響，結(jié)果表明，采用水熱法可以制得熱力學(xué)上穩(wěn)定的方解石型CaCO3，以雞蛋膜作為選擇透過性膜，