陽離子表面活性劑調(diào)控碳酸鈣晶體的生長.pdf

1、近年來,眾多學(xué)者一直致力于制備具有特殊形貌和不同尺寸的功能化無機(jī)材料,并將其應(yīng)用于醫(yī)學(xué)、催化、電子、陶瓷、顏料以及化妝品等多種領(lǐng)域。生物體外有機(jī)物水溶液對無機(jī)礦物質(zhì)的誘導(dǎo)和晶體形貌的調(diào)控作用已經(jīng)成為近年來研究的熱點(diǎn),表面活性劑分子有序組合體作為其中的一種,可以有效的調(diào)控納米材料的形貌和大小,是制備納米材料的良好反應(yīng)器。本論文研究了陽離子表面活性劑調(diào)控碳酸鈣晶體的生長過程,主要做了四方面的工作并得出了以下結(jié)論:
　　 第一章概述了

2、制備碳酸鈣晶體的研究現(xiàn)狀。首先總結(jié)了制備碳酸鈣晶體的基本方法以及利用表面活性劑有序分子組合體調(diào)控碳酸鈣晶體生長的研究進(jìn)展,為論文的研究提供了理論依據(jù)和技術(shù)支持。在此基礎(chǔ)上,闡述了本論文的選題依據(jù)及科學(xué)意義。
　　 第二章研究了三種烷基三甲基溴化銨表面活性劑--十二烷基三甲基溴化銨(DTAB)、十四烷基三甲基溴化銨(TTAB)和十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)對碳酸鈣晶體生長的調(diào)控,并著重系統(tǒng)地研究了陽離子表面活性劑--DTAB對

3、碳酸鈣和硫酸鋇晶體生長的影響。通過改變DTAB膠束的濃度、實(shí)驗(yàn)溫度以及溶液的pH值,制備得到了花形、階梯狀、珊瑚狀、樹枝狀和多觸角狀的碳酸鈣晶體。首先,考察了DTAB的濃度(12.5、15.0、20.0和25.0 mmol/L)對碳酸鈣晶體的影響,發(fā)現(xiàn)隨著DTAB濃度的增加,碳酸鈣晶體的形貌發(fā)生了從多片花形到階梯狀的轉(zhuǎn)變,晶型皆為方解石;然后研究了反應(yīng)溫度(25、60和80℃)對碳酸鈣晶體的影響,發(fā)現(xiàn)隨著溫度的升高,碳酸鈣晶體的形貌發(fā)生

4、了從花形到珊瑚狀再到樹枝狀的轉(zhuǎn)變,通過計(jì)算發(fā)現(xiàn)文石的含量隨著實(shí)驗(yàn)溫度的增加而增加;最后調(diào)節(jié)溶液的pH值,當(dāng)pH值從11變化到13時(shí),得到的碳酸鈣晶體的形貌發(fā)生了從花形到多觸角狀結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變,晶型皆為方解石。另外,在DTAB的調(diào)控作用下還制備得到了花形的硫酸鋇晶體,從而進(jìn)一步證實(shí)DTAB膠束對無機(jī)納米材料具有很好的調(diào)控作用。
　　 第三章研究了兩種不同于DTAB的陽離子表面活性劑,具有雙疏水鏈的雙十二烷基二甲基溴化銨(DDAB)和具

5、有咪唑極性頭基的十二烷基-3-甲基溴化咪唑鹽([C12mim]Br)對碳酸鈣晶體的不同的調(diào)控作用,分別研究了它們的濃度對碳酸鈣晶體形貌和晶型的影響。實(shí)驗(yàn)表明,隨著DDAB的濃度從2.5增至10.0mmol/L,碳酸鈣晶體的形貌發(fā)生了從立方塊到球形的轉(zhuǎn)變,并且晶型從方解石轉(zhuǎn)變?yōu)榍蝣笔ｋS著[C12mim]Br濃度從15.0增至60.0mmol/L,碳酸鈣晶體的形貌發(fā)生了從疊層的立方塊狀到串形結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變,晶型皆為方解石。根據(jù)上述研究結(jié)果,對

6、具有不同疏水基和親水基的陽離子表面活性劑(DTAB、DDAB和[C12mim]Br)對碳酸鈣晶體的調(diào)控作用提出了可能的機(jī)理解釋。
　　 第四章研究了陽離子表面活性劑[C12mim]Br與DDAB的混合體系對碳酸鈣晶體生長的調(diào)控作用。首先測定了不同濃度配比的混合表面活性劑體系的臨界膠束濃度,然后選擇高于cmc值的混合表面活性劑濃度調(diào)控制各碳酸鈣晶體。實(shí)驗(yàn)時(shí),固定其中一種表面活性劑的濃度為5.0mmol/L,增加另一種表面活性劑的濃