通过生物膜仿生合成方解石单晶

以生物矿化模型为基础,利用二棕榈磷脂酰胆碱(DPPC)生物单分子膜作模板,研究了在DPPC单分子膜控制下形成的碳酸钙的晶型、取向和形貌.X射线衍射和SEM结果表明,在DPPC单分子膜控制下,合成了较大尺寸取向生长的方解石单晶.研究发现,液态凝聚相单分子膜较好的流动性和柔韧性,是形成较大尺寸取向生长晶体的关键.     

利用蛋白质单分子膜仿生合成锥形碳酸钡

针对模拟生物矿化和仿生合成中常采用液相混溶法在模拟生物矿化环境上的不足之处,提出了以碳酸钙氢钡过饱和溶液为亚相,利用牛血清白蛋白为单分子膜,采用LB技术模拟生物矿化仿生合成了碳酸钡颗粒.研究了在牛血清白蛋白为单分子膜作用下晶化时间对碳酸钡结构和形貌的影响,并通过XRD和SEM对物相结构和形貌进行了表征.分析表明在牛血清白蛋白单分子膜作用下碳酸钡经历了从无定型态到晶态的转变,晶体保持单一取向;同时形貌经历从圆片状到纺锤状再到锥形的变化过程.这些结果表明牛血清白蛋白单分子膜对碳酸钡的形貌和取向有较好的控制作用.     

PVA控制合成球形碳酸钙

利用聚乙烯醇（PVA）作为有机基质,控制适当的反应条件,模拟碳酸钙的生物矿化,进行仿生合成,制备出了球霰石型的碳酸钙球形晶体.研究了PVA浓度、CaCl2浓度及温度对碳酸钙结晶的影响,表明在给定条件下通过调节PVA的浓度可成功地诱导碳酸钙晶体取向生长形成球形,降低CaCl2的浓度可使形成的球形晶体颗粒增大,改变温度会使球形晶体的表面结构发生变化,可为合成新型材料提供一定的参考意义.     

添加镁离子对碳酸钙结晶形貌的影响

考察了溶液结晶法制备碳酸钙过程中添加镁离子的作用,得到2种形貌截然不同的球状碳酸钙.结晶体系中[Ca2+]∶[Mg2+]的大小对碳酸钙的晶相结构及形貌有显著影响其值在1.33～2.67的范围是碳酸钙形貌的过渡区,当>2.67时晶体呈现特殊的聚集台阶群生长现象,形成粗面类球形方解石聚晶体;而在<1.33时得到表面相对光滑的微球.合成条件中[Ca2+]∶[CO2-3]的大小对碳酸钙形貌的影响不明显.     

二水合硫酸钙晶须制备研究

盐酸溶解碳酸钙并加入适量的表面活性剂。再加入稀硫酸在常温下生成二水合硫酸钙晶须,反应后滤液为盐酸溶液,再次加入碳酸钙后可循环使用。考察反应系统中表面活性剂浓度、Ca2＋浓度、硫酸等对晶须形貌的影响。结果表明,最佳工艺条件为Ca2＋浓度0．3mol／L,十二烷基磷酸酯钾质量浓度5．0g／L,壬基酚聚环氧乙烯醚质量浓度2．5g／L,硫酸浓度0．28mol/L。晶须长2-200μm,长径比30-100。     

金模板诱导文石型碳酸钙晶体生长的研究

本文以仿生物矿化的方法研究了金片作为模板对碳酸钙晶体形貌和晶型的控制作用,采用扫描电镜（SEM）和X-射线粉末衍射（XRD）对晶体进行形貌观察和晶型分析,结果显示当以金片为模板诱导碳酸钙晶体生长时,能制备出结晶度好、文石相含量高的针状碳酸钙。同时结合金片结构性质和碳酸钙晶体的XRD数据,分析了金片诱导晶体生长的机理,分析结果表明晶格立体匹配和金片的疏水特性是控制碳酸钙晶体生长的重要因素。     

醇类添加剂对碳酸钙形貌及晶型的影响

在醇类添加剂下,采用液相直接沉淀法制备不同晶型和形貌的碳酸钙颗粒。用粉末X-ray衍射（XRD）和扫描电镜（SEM）分别对产物晶型和形貌进行表征。结果表明：在不同的醇类添加剂、浓度及反应温度下会生成不同晶型和形貌的碳酸钙颗粒,有立方体、球形、针状、花状等。乙醇与丙三醇的添加易于生成球霰石;添加剂浓度较低时有利于形成多种形貌碳酸钙晶体;较高的反应温度有助于文石的生成。     

聚合物膜诱导下的钙盐结晶过程

膜法海水淡化中钙离子在膜表面沉积形成垢层是提高产水率的瓶颈问题.本文研究了聚合物膜表面的不同物理化学特性对碳酸钙、硫酸钙等难溶钙盐的结晶过程的影响,并分析了其诱导成核机理.结果表明:聚四氟乙烯膜对钙盐晶体的诱导作用最快.膜的孔径在0.45 μm时,对晶体成核的诱导作用最强.花瓣状或球状的球霞石和纤维状或片状的二水硫酸钙分别为碳酸钙和硫酸钙的主要晶型和形貌.     

金属有机沉积法制备SrTiO3薄膜

采用金属有机沉积（MOD）法制备了SrTiO3（STO）外延薄膜作为YBa2Cu3O7-δ涂层导体的缓冲层.以乙酸锶、钛酸丁酯为前驱物配制了Sr离子浓度为0.125 mol.L-1的SrTiO3前驱溶液.研究了950℃下不同烧结时间（90、120、150 min）对在双轴织构的Ni-W（200）金属基带上沉积STO外延薄膜晶体取向和微观形貌的影响.结果表明,在950℃氩氢混合气氛（Ar-4%H2）下适宜于STO薄膜外延生长的最佳烧结时间为120 min;STO缓冲层薄膜表面平整致密,无裂纹和孔洞,具有良好取向,可作为YBa2Cu3O7-δ涂层导体的缓冲层.     

Ca2+等3种成分在煤泥凝聚中作用机理的研究

目的对Ca^2＋、Ca（OH）2和OH-3种成分在煤泥凝聚中的作用机理研究与分析，为洗煤废水的处理以及混凝剂的筛选与开发提供理论依据．方法通过试验和理论分析对Ca^2＋、Ca（OH）2和OH-3种成分在煤泥凝聚中的作用及其机理进行研究．结果实验研究结果表明：OH-在煤泥凝聚过程中不直接起作用，Ca^2＋在煤泥凝聚中起着主要作用，Ca（OH）2对煤泥凝聚起一定的补充作用．结论Ca^2＋对煤泥的凝聚，不仅是游离Ca^2＋吸附压缩双电层☆寺作用，而是多方面因素共同作用的结果．沉淀吸附在煤泥颗粒表面的Ca（OH）2对混凝效果有一定的促进作用．     

营养盐浓度对胶结重塑泥岩试样力学特性及微观结构的影响试验研究

采用一次浸泡菌液的方式，制备不同浓度（0、0.3、0.5、0.7 mol/L）营养盐处理的微生物诱导碳酸钙沉淀（MICP）胶结重塑泥岩样。基于直接剪切、碳酸钙酸洗法、扫描电镜（SEM）等试验测试胶结试样，分析了营养盐浓度对胶结试样力学性能、碳酸钙含量及微观结构的影响。结果表明：同等反应条件下（相同时间、体积），随着营养盐浓度的增加抗剪强度先增大后减小，当营养盐浓度达到0.5 mol/L时抗剪强度最大，此时，试样黏聚力、内摩擦角分别为15.5 kPa、18.83°；碳酸钙含量随着营养盐浓度的增加而增加，当营养盐浓度达到0.7 mol/L时，试样平均碳酸钙含量提高较少；碳酸钙晶体分布均匀性随着营养盐浓度由低到高变化呈凸字形态；胶结试样的强度依赖于生成的CaCO₃晶体量及其分布形态；生成的方解石型碳酸钙晶体主要沉积在颗粒接触处形成积聚晶体或填充在孔隙中形成“胶结桥”，产生胶结效果而增强试样的力学性能。     

Preparation and characterization of three-dimensional chrysanthemun flower-like calcium carbonate

Calcium carbonate with three-dimensional chrysanthemun flower-like structure was successfully prepared from calcium chloride and sodium carbonate ethanol/water mixed solution by a simple precipitation method,using trisodium citrate as crystal modifier.The experimental results show that the three-dimensional structure of chrysanthemun flower-like calcium carbonate is built up with several symmetrical micrometer multi-layer petals arranged around the multi-layer pancake-liked center,and the micrometer center and petals are assemblied by a large number of nanometer spherical particles with size 10-20 nm.It is found that the amount of trisodium citrate,the ethanol volume content has an important influence on the formation of this morphology.A possible mechanism is proposed to explain the formation of three-dimensional chrysanthemun flower-like calcium carbonate according the results.Scanning electron microscopy(SEM),X-ray powder diffraction(XRD),flourier transform infrared spectroscopy(FT-IR),thermogravimety analysis(TG),transmission electron microscopy(TEM) equipped with energy-dispersive X-ray(EDX),and selected area electron diffraction(SAED) were used to characterize the crystals.     

Hollow calcium carbonate microspheres prepared in the presence of polyoxyethylene （20） sorbitan monolaurate and sodium dodecyl sulfate

Hollow calcium carbonate(CaCO3) microspheres were prepared in aqueous solution with the presence of polyoxyethylene(20) sorbitan monolaurate(Tween20) and sodium dodecyl sulfate(SDS).The microspheres were characterized with X-ray diffraction(XRD),scanning electron microscopy(SEM) and transmission electron microscope(TEM).The X-ray diffraction data showed that the hollow CaCO3 microsphere consisted of calcite crystals.The influence of Tween20 and SDS concentrations on the morphology of CaCO3 crystals was investigated.The results suggested that the"core-shell model"of Tween20/SDS micelle aggregated as templates,which could control the growth of hollow CaCO3 microspheres.The interaction between mixed surfactants and calcium ions played a critical role in organizing calcium carbonate in microscopic level.     

L-苯丙氨酸为模板碳酸钙纳米晶体的生长

用L-苯丙氨酸为模板,氯化钙和碳酸钠反应而制备碳酸钙纳米晶体,采用红外光谱和粉末X-射线衍射方法对其进行表征,通过扫描电镜观察纳米晶体的形貌,研究反应温度和L-苯丙氨酸浓度对碳酸钙纳米晶体的晶型和形貌的影响。研究表明:随着温度和L-苯丙氨酸浓度的升高,高能量晶型的含量增加,说明升温和增加L-苯丙氨酸浓度能够促进稳定碳酸钙晶型的生长。     

Adsorption of acid fuchsin onto LTA-type zeolite derived from fly ash

A facile strategy without organic template was developed for the conversion of fly ash to LTA-type zeolite(LTA-Z),which could be used as a good adsorbent for the removal of acid fuchsin(AF).XRD results indicated that the pure crystalline product was obtained with the structure of LTA-type zeolite.SEM investigations showed that the well-defined LTA-Z crystals exhibited uniform size with the same cubic shape.The maximum AF adsorption amount was observed at pH=5,slightly lower than pHPZC of LTA-Z.Higher temperature favored AF adsorption onto LTA-Z and it was an endothermic process.Furthermore,AF adsorption amount increased with initial AF concentration increasing and LTA-Z dosage decreasing.Surface sorption governed this process at the initial 120 min period,followed by the internal diffusion of AF molecules between porous sites.The Langmuir model was determined as the adsorption isothermal,suggesting that the monolayer coverage of AF on LTA-Z surface was involved.     

多孔超细碳酸钙微球的制备

采用乳状液膜与共沉淀结合法制备多孔超细碳酸钙微球,考察了不同反应条件对碳酸钙微球形貌的影响.通过X射线衍射、扫描电子显微镜及激光粒度仪对所得的碳酸钙微球的晶体组成、形貌以及粒度进行了表征.结果表明,超细碳酸钙微球生成的最佳工艺条件为:CaCl2溶液浓度0.1mol/L、吐温-80加量4mL、超声乳化5min、搅拌反应3h,此工艺条件下获得多孔碳酸钙微球粒径在2~10μm,球形圆整,且组成为球霰石与方解石的共混体.     

微生物固化砂土强度增长机理及影响因素试验研究

微生物诱导碳酸钙沉淀（MICP）可以显著改善砂土的工程力学特性,但其固化效果易受诸多因素影响。基于不同胶结水平微生物固化砂土试样,开展固结排水三轴剪切试验和扫描电镜测试,探讨了MICP技术的固化效果及其相关机理;在此基础上,研究了胶结液浓度、砂土初始密实度、胶结液浓度配比等因素对微生物固化砂土抗剪强度的影响。结果表明：随着胶结水平的提高,微生物固化砂土试样强度提高,试样的脆性也越显著。微生物固化砂土强度的增长主要源于碳酸钙晶体对土体黏聚强度的提高。微生物固化砂土的强度主要包括土骨架强度和碳酸钙晶体胶结强度两部分,前者受土体性质及相关参数影响,后者主要取决于碳酸钙晶体的含量。采用合适的砂土初始密实度,适当提高胶结液浓度以及胶结液中尿素的浓度占比,均可提高微生物固化砂土试样的胶结强度。     

压力对均相共沉淀法制备羟基磷灰石晶体形貌的影响

以硝酸钙、磷酸氢二铵混合水溶液为原料、以尿素为缓冲剂,采用均相共沉淀法制备羟基磷灰石晶体,并通过X射线衍射、扫描式电子显微镜、透射电子显微镜等3种分析方法对样品分别进行了物相组成、晶体形貌、晶体取向的表征,研究了不同压力对羟基磷灰石晶体形貌的影响.结果表明:当反应压力从0.11 MPa增加至1.1 MPa时,所得羟基磷灰石晶体的物相组成由含有羟基磷灰石和磷酸八钙两种物相向只含有羟基磷灰石一种物相过渡;所得羟基磷灰石晶体的形貌从针状晶须（经由长板状和六方柱状）向薄片状晶体进行过渡;所得羟基磷灰石晶体的生长取向由沿一个方向（c轴）生长向沿另外两个方向（a轴和b轴）生长转变.     

不同CO2养护压力下硫铝酸盐和硅酸盐水泥浆体早期微观结构

研究硫铝酸盐和硅酸盐水泥（CSA-OPC）浆体在不同碳养护压力下的早期碳化过程,通过X射线衍射、红外光谱、热重、压汞和扫描电镜等测试方法,表征碳化前后水泥浆体的物相组成和微观结构.实验结果表明,CSA-OPC浆体的水化产物主要为钙矾石,碳化作用使钙矾石转变为碳酸钙和硫酸钙晶体;水泥中碳酸钙以3种晶型存在,其中方解石为主要存在形式.碳化使半碳型的水化硫铝酸钙（Hc-AFm相）逐渐转化为单碳型的水化硫铝酸钙（Mc-AFm相）,碳化程度和碳化深度随着碳化压力的增加而递增.碳化后CSA-OPC水化产物体积减小,样品总孔隙率增大、孔隙结构变疏松.研究结果阐明了CSA-OPC浆体在早期碳化养护条件下的微结构变化过程,为制备基于硫铝酸盐水泥的高效碳汇材料提供了技术支撑.