《方解石体外仿生矿化》资料目录:
第一章 绪论 9-25
1.1 研究背景与意义 9-10
1.2 晶体生长机制简介 10
1.3 原子力显微镜(AFM)简介 10-12
1.4 研究现状及进展 12-24
1.4.1 方解石在空白溶液中的生长及溶解 12-15
1.4.2 无机添加剂的影响 15-16
1.4.3 有机添加剂的影响 16-24
1.5 本论文研究的主要内容 24-25
第二章 方解石(104)晶面在纯水中的溶解 25-34
2.1 前言 25-26
2.2 实验部分 26-27
2.2.1 实验试剂和仪器 26
2.2.2 实验步骤 26-27
2.3 结果与讨论 27-33
2.3.1 在空气中解理后的方解石(104)晶面 27-29
2.3.2 晶体表面缺陷对溶解行为的影响 29-31
2.3.3 溶液pH 值对溶解的影响 31-32
2.3.4 传质对蚀坑形貌的影响 32-33
2.4 本章小结 33-34
第三章 方解石(104)晶面在纯体系中的生长 34-43
3.1 前言 34-35
3.2 实验部分 35-36
3.2.1 实验试剂和仪器 35-36
3.2.2 实验步骤 36
3.3 结果与讨论 36-42
3.3.1 晶体缺陷对(104)晶面螺旋生长的影响 36-39
3.3.2 溶液过饱和度与生长的关系 39-40
3.3.3 溶液离子强度对螺旋生长的影响 40-41
3.3.4 液体流速对螺旋生长的影响 41-42
3.4 本章小结 42-43
第四章 方解石(104)晶面在羧酸和氨基酸溶液中的溶解 43-77
4.1 前言 43-44
4.2 实验部分 44-45
4.2.1 实验试剂和仪器 44
4.2.2 实验步骤 44-45
4.3 结果与讨论 45-76
4.3.1 添加剂浓度的影响 45-46
4.3.2 添加剂分子结构的影响 46-61
4.3.3 液体流速和溶液pH 值的影响 61-76
4.4 本章小结 76-77
总结 77-78
内容简介:本文以方解石作为研究对象,利用液相原子力显微镜考察了方解石(104)晶面在空白溶液、羧酸溶液和氨基酸溶液中的生长或溶解,从分子水平上探讨了固液界面相互作用的机理。在纯水中,方解石(104)面以台阶后退和蚀坑成核的方式进行溶解。形成的蚀坑呈菱形,台阶向垂直于四条边的方向向外扩展并逐渐加深,相邻的蚀坑易于相互合并形成更大的蚀坑。由于晶体表面缺陷的不同,生成的蚀坑可以分为核坑和真正的蚀坑(即倒置的金字塔)。另外,经过生长后的(104)面发生溶解时所产生的蚀坑密度要大于固有(104)面溶解时产生的蚀坑密度。在纯的CaCO3过饱和溶液中,方解石(104)面的生长方式同溶液过饱和度以及晶体表面缺陷密切相关,主要有台阶迁移、二维成核和螺旋生长这三种方式。台阶的生长速率受传质和过饱和度的影响。在羧酸和氨基酸溶液中,蚀坑的形貌与添加剂的种类、添加剂的浓度、液体流速以及溶液pH值有关。当添加剂浓度大于等于50 mmol/L时,其在方解石表面的吸附已基本达到平衡,蚀坑的形貌不再随浓度发生变化。液体流速主要影响晶体表面的传质过程,进而影响蚀坑的平衡形貌。溶液pH值主要影响有机酸分子的质子化状态,从而影响蚀坑的形貌。在其他条件都相同的情况下,通过改变添加剂的分子结构,可以调控蚀坑的形貌。在被考察的10种有机酸当中,甘氨酸、L-天冬氨酸、L-谷氨酸、L-赖氨酸、丙二酸和丁二酸对方解石(104)表面蚀坑的形貌具有修饰作用,而6-氨基己酸、乙酸、乙二酸和戊二酸对蚀坑形貌没有影响。蚀坑形貌与有机酸分子的空间结构密切相关,而且主要取决于分子中各个官能团的间距。通过修饰效果的对比可知,氨基和羧基均是活泼的官能团,均能与钙原子发生键合并可参与氢键的生成。几何结构匹配在这种固液界面识别中扮演着最主要的角色,同时,立体化学互补、分子手性和静电吸引也起到一定作用。
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