原位合成聚丙烯酰胺—钙体系有机无机复合材料的研究

论文摘要

本文在环境友好材料的理论指导下，从源头治理和仿生两个角度，采用原位合成技术对氢氧化钙和碳酸化羟基磷灰石展开研究。首先，本文利用原位合成技术，在聚丙烯酰胺(PAM)水溶液中合成了氢氧化钙颗粒。通过扫描电镜(SEM)、傅立叶红外(FTIR)、透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)等方法进行表征，结果表明：PAM对氢氧化钙颗粒具有一定的包覆作用，这种包覆可以延缓氢氧化钙颗粒与空气中二氧化碳的反应，同时生成的产物颗粒可以达到纳米级。这种包覆可能存在两种环境效应：包覆后的氢氧化钙应用到塑料工业，在最终的垃圾焚烧过程中可以减少二恶英的产生；纳米氢氧化钙颗粒代替其它高耗能有毒有害改性剂，可以提高材料自身的性能。其二，在PAM水溶液中合成氢氧化钙时，改变干燥的方式和生长基底，当其在铝基底上生长，可合成出特殊树枝花状的氢氧化钙颗粒，该产物具有特殊的形貌，拓展了产物的可能应用范围。其三，模拟生物材料形成的环境和过程，制备出具有生物相容性的材料，即根据生物生存环境以及生物体内主要阳离子的种类，模拟生物合成条件，以PAM为有机模板原位合成了碳酸钙和碳酸化羟基磷灰石。采用多种表征方法考察了PAM对碳酸钙形貌的影响；研究了PAM、多种金属离子对碳酸化羟基磷灰石形貌的影响，为其进一步在塑料工业乃至仿生材料中的应用提供前期研究。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 中文文摘
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 氢氧化钙的基本性质和应用
• 2的结构特性'>1.2.1 Ca（OH）₂的结构特性
• 2的制备'>1.2.2 Ca（OH）₂的制备
• 2的应用'>1.2.3 Ca（OH）₂的应用
• 1.3 碳酸钙的概况和基本结构
• 1.4 羟基磷灰石的基本性质和应用
• 1.4.1 羟基磷灰石的研究进展
• 1.4.2 羟基磷灰石（HAP）制备
• 1.4.3 羟基磷灰石（HAP）的应用
• 1.5 原位合成法的研究进展
• 1.5.1 原位热压技术
• 1.5.2 放热弥散复合技术（XD）
• 1.5.3 自蔓延高温合成技术（SHS）
• 1.5.4 化学气相沉淀技术/化学气相浸渍技术（CVD/CVI）
• 1.5.5 熔体浸渍技术
• 1.5.6 DIMOX技术
• 1.5.7 反应结合技术
• 1.5.8 气-液-固反应工艺法（VLS）
• 1.5.9 水溶性高分子原位合成
• 1.5.10 小结
• 1.6 本研究的目的、创新点
• 第2章 聚丙烯酰胺原位合成氢氧化钙颗粒的研究
• 2.1 前言
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 实验试剂
• 2.2.2 实验方法
• 2.2.3 仪器及分析测试方法
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 超声波反应时间对合成氢氧化钙的平均粒径的影响
• 2.3.2 红外光谱分析
• 2.3.3 XRD分析
• 2.3.4 合成氢氧化钙的TG-DTA分析
• 2.3.5 PAM浓度对氢氧化钙平均粒径的影响
• 2.3.6 PAM对钙离子电导率的影响
• 2.4 本章小结
• 第3章 树枝花状（Dendritic Flower）氢氧化钙的制备研究
• 3.1 前言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 实验试剂
• 3.2.2 实验方法
• 3.2.3 仪器及分析测试方法
• 3.3 实验结果与讨论
• 3.3.1 不同氢氧化物在铝基底上干燥生成结果分析
• 3.3.2 PAM浓度对铝基底生长产物的影响
• 3.3.3 生长基底对最终产物形貌的影响
• 3.3.4 比表面积（BET）分析
• 3.3.5 红外谱图（FTIR）分析
• 3.3.6 X-射线衍射（XRD）分析
• 3.3.7 热重差热（TG-DTA）分析
• 3.4 本章小结
• 第4章 PAM原位合成碳酸化羟基磷灰石的研究
• 4.1 前言
• 4.2 实验部分
• 4.2.1 实验试剂
• 4.2.2 仪器及分析测试方法
• 4.2.3 实验方法
• 4.3 结果和讨论
• 4.3.1 聚丙烯酰胺原位合成碳酸钙的初步研究
• 4.3.2 原位合成碳酸化羟基磷灰石产物形貌的研究
• 4.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读学位期间承担的科研任务与主要成果
• 致谢
• 个人简历