基于乙醇—水二元溶剂条件下的无定形碳酸钙结晶物相调控研究

摘要

纳米无定形碳酸钙(ACC)作为生物体中结晶矿物形成的前驱体，在碳酸钙体系的生物矿化过程的研究中具有十分重要的地位。以往的实验研究总是从有机分子对溶液中矿物离子的调控作用，或者是与形成晶体之间的匹配关系来探讨有机分子对于矿物形成的影响，却忽略了其对前驱体ACC的影响。
　　本论文通过灵敏的傅里叶红外光谱(FTIR)检测手段，跟踪各组实验中ACC在溶液中的相变过程作为实验的主线，再借助X射线粉末衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)等手段辅助对于不同结晶相的研究与分析。在室温条件下，通过对乙醇/水溶剂比例的调节，对ACC结晶速度以及结晶物相的影响，并在合适溶剂比例下控制形成较稳定存在的碳酸钙亚稳态——文石相，这是常温下，无添加剂的水溶液环境中非常罕见的。在合适的乙醇/水溶剂中，添加聚烯丙基胺盐酸盐(PAH)，控制转化成较稳定存在的另一种碳酸钙亚稳态——球霰石，从空心球状到铺展成云片状。并且改变聚电解质的种类，考察不同种聚电解质对溶液中无定形碳酸钙的稳定作用不同，发现聚丙烯酸钠（PAAs）可在溶液中长期稳定无定性相，且保持其良好的分散性与原始形貌。
　　本论文的研究基于乙醇/水的混合溶剂环境，实现从ACC向两种不同亚稳态结晶相文石、球霰石转化，进一步阐释了无定形碳酸钙在生物矿化晶相转变过程中的作用，扩展了人们对无定形前驱相理论的理解，提供了无机材料控制晶相合成的新思路。

目录

声明

致谢

摘要

第1章 绪论

1．1 引言

1．2 生物矿物

1．2．1 生物矿物的概述

1．2．2 生物矿化中的碳酸钙

1．2．3 碳酸钙物相的主要判定方法

1．3 生物矿化的基本原理

1．3．1 生物矿化中的经典结晶理论

1．3．2 无定形前驱相理论

1．3．3 溶剂对矿物结晶行为的影响

1．3．4 聚电解质对矿物结晶行为的影响

1．4 选题背景和依据

参考文献

第2章 调节乙醇-水体积比控制无定形碳酸钙相转化

2．1 前言

2．2 实验部分

2．2．1 实验试剂和仪器

2．2．2 实验步骤

2．2．3 实验表征

2．3 结果与讨论

2．3．1 对合成的无定形碳酸钙进行物相确认

2．3．2 不同乙醇-水体积比条件下ACC物相演变的跟踪

2．3．3 最有利于形成文石相条件下的结晶过程

2．4 本章小结

参考文献

第3章 聚烯丙基胺盐酸盐(PAH)控制ACC相转化

3．1 前言

3．2 实验部分

3．2．1 实验试剂和仪器

3．2．2 实验步骤

3．2．3 实验表征

3．3 结果与讨论

3．3．1 两种不同浓度PAH溶液中ACC的结晶演变对比

3．3．2 有利于形成球霰石相条件下的ACC结晶过程跟踪

3．4 本章小结

参考文献

第4章 聚电解质对ACC相转化的影响

4．1 前言

4．2 实验部分

4．2．1 实验试剂和仪器

4．2．2 实验步骤

4．2．3 实验表征

4．3 结果与讨论

4．3．1 不同聚电解质对ACC结晶影响的红外跟踪比较

4．3．2 不同电解质对ACC结晶物相的影响

4．3．3 不同聚电解质对结晶矿物形貌的影响

4．4 本章小结

参考文献

第5章 总结与展望

5．1 总结

5．2 展望

攻读硕士期间发表论文