活体双模板法合成碱土/稀土金属草酸盐微/纳米材料

论文摘要

纳米材料的仿生合成,是近年来材料化学研究领域的前沿和热点之一,本论文在生物矿化思想的启发下,运用活体生物模板进行纳米材料的仿生合成。选择碱土族草酸盐作为研究对象,采用与之相适应的仿生合成体系,成功合成出了碱土/稀土金属草酸盐微/纳米材料。首先,采用活性生物膜豆芽作为反应器,对碱土族草酸盐的结晶进行了研究,成功得到了纳米超结构材料。同时,又引入有机小分子作为晶体生长的修饰剂,得到了树枝状、哑铃状、棒状等不同形貌的纳米亚结构组装成的超结构材料,产物用SEM、XRD和FTIR等方法进行了表征,发现了同步合成不同结构纳米材料的活性生物双模板法。其次,在对碱土草酸盐研究的基础上,用同样的反应体系,对稀土草酸盐草酸钆的合成进行了探索,和碱土草酸盐的生长情况进行了比较,发现了活性生物双模板法制备纳米材料的一些规律。最后,还对豆芽双模板的结构进行了研究,发现了其双模板的特点,可以同步合成具有不同形貌的产物,另外还对可能的反应机理进行了初步的探索,为将来的继续研究做了准备。因为草酸钙是尿结石的主要成分,所以草酸盐在活体生物膜内的矿化探索对尿结石的研究也会有一定的帮助。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 纳米材料与生物矿化概述
• 1.1 纳米材料概述
• 1.1.1 引言
• 1.1.2 纳米材料的分类
• 1.1.3 纳米材料的特性
• 1.2 生物矿化
• 1.2.1 生物矿化概述
• 1.2.2 生物矿化的过程
• 1.2.3 生物矿物的特点
• 1.2.4 生物矿化的调控机理
• 1.2.5 天然生物矿物的形貌
• 1.2.6 生物矿物形成实例
• 1.3 无机材料的仿生合成
• 1.3.1 材料仿生概述
• 1.3.2 材料仿生的主要方法
• 1.4 无机材料的形貌控制简介
• 1.4.1 模板控制法
• 1.4.2 生物活性膜法
• 1.4.3 影响晶体形貌的环境因素
• 1.5 本课题的研究内容
• 第二章 活性生物双模板法制备碱土草酸盐纳米超结构材料
• 2.1 生物膜的基本结构与功能
• 2.2 活体生物膜——豆芽
• 2.2.1 豆芽的结构和组成
• 2.2.2 植物体内的离子输运
• 2.3 草酸钙纳米超结构材料的双模板合成
• 2.3.1 试剂与仪器
• 2.3.2 实验方法
• 2.3.3 结果与讨论
• 2.4 活性生物双模板法合成草酸锶和草酸钡纳米超结构材料
• 2.4.1 活性生物双模板法合成草酸锶纳米超结构材料
• 2.4.2 活性生物双模板法合成草酸钡纳米超结构材料
• 2.5 反应机理探索
• 2.6 小结
• 第三章 活性生物膜法制备稀土草酸盐微/纳米材料的尝试
• 3.1 引言
• 3.2 活性生物膜法制备稀土草酸盐微/纳米材料的尝试
• 3.2.1 试剂与仪器
• 3.2.2 实验方法
• 3.2.3 结果与讨论
• 3.3 小结
• 第四章 总结
• 参考文献
• 个人简历 在读期间发表的学术论文与研究成果
• 致谢