以氨基酸为有机质仿生合成碳酸钙

论文摘要

本论文在生物矿化理论的引导下,以无机纳米及微米结构材料的仿生合成工作为宗旨,将最主要的生物材料——碳酸钙作为研究对象,利用仿生合成技术,制备出具有多种特殊精美形貌的碳酸钙材料,并对其结构和形貌进行表征。以天冬氨酸为有机质,采用碳化的方法,制备出分散性很好的方解石纳米碳酸钙粒子,通过控制反应的条件,可以制备出花状、枝状、短链状等多种形貌碳酸钙粒子。首次在甲硫氨酸存在的条件下,采用液相法,合成由纳米碳酸钙微粒自组装形成的类姜状球霰石碳酸钙粒子,根据其合成的粒子表征,提出了合理的机理,并在此基础上加深对仿生矿化理论的理解。将丙氨酸加入到碳化体系中,在其为有机质诱导作用下,通过温度、浓度等条件控制,制备出花状、枝状的碳酸钙粒子。以组氨酸为有机质,液相诱导合成针状碳酸钙,有利于其在工业上广泛应用。本论文将与生命体相关的氨基酸引入到碳酸钙的仿生合成过程中,通过实践合成了多种特殊形貌和多种晶型共存的碳酸钙材料。在此基础上的理论探讨是对仿生矿化概念的深化,有望为今后的工业生产提出新的指导思路。

论文目录

• 提要
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 生物矿物
• 1.2.1 生物矿物学概述
• 1.2.2 生物矿物的种类
• 1.2.3 生物矿物体的结构
• 1.2.4 生物矿物体的类型及形态
• 1.3 生物矿化
• 1.3.1 生物矿化概述
• 1.3.2 生物矿化材料
• 1.3.3 生物矿化的特点
• 1.3.4 生物矿化的过程
• 1.4 仿生合成
• 1.4.1 仿生合成概述
• 1.4.2 仿生合成技术的研究现状
• 1.4.3 仿生合成材料的应用前景
• 1.5 碳酸钙的仿生合成
• 1.5.1 碳酸钙仿生合成概述
• 1.5.2 有机质对碳酸钙晶体的影响
• 1.6 氨基酸
• 1.6.1 氨基酸的结构、名称及其性质
• 1.6.2 氨基酸的代谢
• 1.6.3 氨基酸的营养作用
• 1.6.3 氨基酸的营养作用
• 1.6.4 氨基酸的应用
• 1.7 本课题选题的目的和意义
• 参考文献
• 第二章 以天冬氨酸为有机质仿生合成碳酸钙
• 2.1 引言
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 试剂及仪器
• 2.2.2 实验方法
• 2.2.3 测试分析方法
• 2.3 结果与讨论
• 3 形貌的控制'>2.3.1 L－天冬氨酸对CaCO₃形貌的控制
• 3 晶体的晶相组成'>2.3.2 L-天冬氨酸作用下CaCO₃晶体的晶相组成
• 2.3.3 红外（FT-IR）光谱分析
• 2.4 本章小节
• 参考文献
• 第三章 以甲硫氨酸为有机质仿生合成碳酸钙
• 3.1 引言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 试剂及仪器
• 3.2.2 实验方法
• 3.2.3 测试分析方法
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 FESEM分析
• 3.3.2 XRD分析
• 3.3.4 TGA分析
• 3.3.5 甲硫氨酸在碳酸钙结晶过程中的作用
• 3.3.6 熟化时间的影响
• 3.3.7 仿生矿化机理探讨
• 3.4 本章小结
• 参考文献
• 第四章 以丙氨酸为有机质仿生合成碳酸钙
• 4.1 引言
• 4.2 碳化法仿生合成碳酸钙
• 4.2.1 试剂及仪器
• 4.2.2 实验方法
• 4.2.3 测试分析方法
• 4.2.4 结果与讨论
• 4.3 液相法仿生合成碳酸钙
• 4.3.1 试剂及仪器
• 4.3.2 实验方法
• 4.3.3 测试分析方法
• 4.3.4 结果与讨论
• 4.4 本章小节
• 参考文献
• 第五章 以组氨酸为有机质仿生合成碳酸钙
• 5.1 引言
• 5.2 实验部分
• 5.2.1 试剂及仪器
• 5.2.2 实验方法
• 5.2.3 测试分析方法
• 5.3 结果与讨论
• 5.3.1 FESEM分析
• 5.3.2 XRD分析
• 5.3.3 TEM分析
• 5.3.4 FT-IR分析
• 5.3.5 不同添加量对样品形貌的影响
• 5.3.6 产品的白度
• 5.3.7 产品的吸油值
• 5.4 本章小结
• 参考文献
• 攻读博士学位期间发表论文
• 致谢
• 中文摘要
• ABSTRACT