碳酸钙材料的形貌调控

以硝酸钙、脲作为原料,采用水热合成法,使用苯基膦酸(PPA)作为添加剂合成了具有规则六方柱形貌的球霰石晶相碳酸钙材料,并利用扫描电镜(SEM)、傅立叶红外光谱(FT-IR)和X射线粉末衍射(XRD)对碳酸钙材料的形貌、组成和结构进行了表征.系统地研究了苯基膦酸作为添加剂以及不同脲用量对材料形成的影响,并初步探讨了碳酸钙材料可能的形成机理.苯基膦酸作为添加剂在碳酸钙材料的合成过程中起到控制钙离子沉淀速度的作用,随着脲用量增加所造成合成体系pH值的升高,材料的形貌、组成及结构也随之发生了相应的变化,最终得到具有规则六方柱形貌的球霰石晶相碳酸钙材料.这种具有特殊形貌的球霰石晶相碳酸钙材料可能会在生物、医药等领域具有潜在的应用前景.     

不同矿化时间下水杨酸对碳酸钙晶体生长的影响

以有机小分子水杨酸为添加剂对碳酸钙晶体的生长进行调控,并用X-射线粉末衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和热重分析(TGA)方法对碳酸钙晶体的晶型和形貌进行了表征。结果显示,当pH值为7.0,加入0.04 mmoL水杨酸时,反应6小时和12小时后碳酸钙晶体的晶型为球霰石和方解石的混合晶型;而当矿化时间延长到24小时后,球霰石的晶型几乎消失,产物基本为方解石。     

微生物非脲解作用诱导碳酸钙沉积研究

利用嗜碱型芽孢杆菌的非脲解矿化作用,在含2种不同有机钙源的矿化培养基中实现了微生物诱导碳酸钙沉积。讨论了沉积过程中细菌生长特性及碳酸钙沉积动力学,并综合运用X射线衍射、热分析和扫描电子显微镜对沉积产物进行了研究,结果表明,降低初始钙离子浓度有利于提高有机钙源的转化率,而改变钙源种类对碳酸钙沉积动力学及碳酸钙晶型、形貌均有较大影响。含乳酸钙和谷氨酸钙的矿化培养基中分别沉积得到了结晶不良的方解石和稳定性较差的球霰石,且后者的沉积产率更高。证实了嗜碱菌的非脲解诱导碳酸钙沉积途径具备应用于混凝土防护和修复的潜质。     

PA/MSer二元复合体系对碳酸钙晶体生长的调控

本文利用聚丙烯酰胺(PAM)和丝氨酸(Ser)构建的二元复合体系作为有效调控剂对碳酸钙仿生矿化进行研究,并对所得的产物使用扫描电子显微镜(SEM)和X-射线粉末衍射仪(XRD)进行了表征。结果显示,在PAM单独存在时,获得的产物为方解石,但当PAM/Ser的摩尔浓度比为1:1和1:2时,获得的为方解石和球霰石的混合相,且产物中球霰石的比例随丝氨酸浓度的增大而升高。研究结果表明,PAM/Ser二元复合体系对碳酸钙的晶体生长过程起着十分重要的影响。     

纤维二糖对碳酸钙结晶的影响

选用纤维二糖为基质,碳酸铵挥发CO2,扩散至CaCl2溶液中合成碳酸钙晶体,采用扫描电子显微镜(SEM),X-射线粉末衍射仪(XRD)对所得产物进行表征,讨论了纤维二糖溶液的浓度和pH对产物晶型及形貌的影响。结果表明,纤维二糖能够合成含有六边形球霰石形貌的碳酸钙晶体,浓度比pH对碳酸钙晶型和形貌的影响更大。     

微米级球形碳酸钙的合成与表征

以羧甲基纤维素钠（CMC）为晶型控制剂合成微米级球形碳酸钙, 并考察不同因素对产物形貌和粒径的影响, 得到了合成球形碳酸钙的最佳条件. 采用X射线衍射、 红外光谱和扫描电子显微镜等方法对样品进行表征.  结果表明: 合成的碳酸钙晶型主要为方解石, 并有少量球霰石; 产物的球形度较好且粒径均一, 粒径为1~3 μm.     

阻垢剂HEDP和PBTCA阻垢机理探讨

碳酸钙晶体有3种晶相方解石、球霰石、文石.阻垢剂HEDP(羟基乙叉二膦酸)和PBTCA(2膦酸基丁烷1,2,4三羧酸)对碳酸钙晶体不同晶相的作用效果不同.实验结果表明,HEDP对方解石有很好的抑制作用,而对球霰石和文石则没有明显抑制效果.PBTCA对方解石和球霰石都有很好的抑制作用,对文石作用效果不明显.基于量子化学半经验方法,计算了HEDP和PBTCA的几何构型和分子中各原子所带电荷;由几何匹配理论说明HEDP可以抑制方解石的生长;PBTCA既能抑制方解石的生长,也能抑制球霰石的生长.     

硫酸软骨素(CSB)基质对碳酸钙结晶的影响

根据生物矿化原理,通过CO2的缓慢扩散,用硫酸软骨素(CSB)作为碳酸钙结晶的有效调控剂,与富集在有机/无机界面钙离子的结合,合成了不同形貌的碳酸钙。讨论了CSB基质的浓度,时间,pH对产物的晶型及形貌的影响,研究表明相对于其他因素,CSB的浓度对碳酸钙晶型的生长和形貌的取向具有一定的调控作用。     

菊糖水溶液中具有分级结构碳酸钙的仿生合成与表征

依据仿生矿化的基本原理以菊糖作为有机基质以CaCl2为钙源,NH4HCO3为CO2来源,采用气体扩散的方法合成了花束状并且具有分级结构特征的碳酸钙,对所得产物进行了XRD,SEM,FTIR和TG-DTA表征.结果表明,菊糖水溶液中得到的为方解石和球霰石的混合晶型的CaCO3.进一步机理研究表明菊糖在CaCO3形貌的形成过程中起着重要的作用.     

细菌修复加固石质历史建筑遗产研究

为了避免历史建筑遗产保护过程中造成不可逆损伤,通过细菌诱导碳酸钙在大理石试样表面矿化沉积形成薄层达到保护目的。采用XRD、SEM、MIP及超声波研究分析了矿化晶体晶相、矿化层生长、沉积晶体对试样孔隙影响以及矿化层粘结与保护效果。实验结果表明：矿化晶体为方解石和球霰石,细菌在晶体矿化沉积过程中充当成核位点,且晶体均匀生长在试样的表面,沉积致使试样孔隙率减小22.2％,但对孔隙分布无显著影响,矿化层与底层可以形成有效粘结。细菌诱导矿化修复保护新颖、生态,可以作为石质历史建筑遗产保护方法的有效选择。     

一株碳酸盐矿化菌的筛选及其矿化性能研究

采用选择性富集和平板分离的方法从湖南省某土壤中筛出一株以乙酸钙为底物的碳酸盐矿化菌,并对该菌株诱导的碳酸钙沉淀的晶体类型以及pH、接种量、乙酸钙浓度等不同因素对碳酸钙的产量影响进行研究。结果表明,该碳酸盐矿化菌鉴定为克雷白氏杆菌属,其GenBank登录号为ON139648;革兰氏染色呈阴性,6 h~96 h为该菌的对数生长期;克雷白氏杆菌诱导的碳酸钙矿物晶体类型既有方解石,又有球霰石,其诱导碳酸钙沉淀产生的最佳条件为:初始pH=7、菌液接种量为4%、乙酸钙浓度为0.25 mol/L,乙酸钙利用率最高为96.6%,诱导的碳酸钙产量最高为1.23 g。     

复配阻垢剂对碳酸钙阻垢效果及垢晶微观形貌影响

针对石南1631注水井结垢问题,以该注水井水样分析数据为基础,应用Scale-Chem结垢预测软件对该注水井的结垢类型进行了预测,得到该注水井的主要结垢类型为碳酸钙垢,并与现场垢样分析结果进行了对比。为了减缓结垢对注水的影响,选用五种阻垢剂对该注水井水样开展了阻垢效果研究。在阻垢剂单剂对注入水水样阻垢效果实验研究的基础上,将优选出的阻垢剂PESA与DTPMPA以2:1 复配,当阻垢剂浓度为80mg/L时,阻垢率达到90.26%。为明确复配阻垢剂的阻垢机理,对加入不同复配阻垢剂浓度前后形成的垢晶进行了扫描电镜分析与X-射线衍射分析,分析结果表明,复配阻垢剂对碳酸钙晶体的形貌与晶体粒径均有一定程度的影响,在实验所用复配阻垢剂浓度范围内,阻垢剂浓度越高,碳酸钙晶体的平均粒径越小;复配阻垢剂主要通过螯合增溶与晶格畸变,在碳酸钙垢的形成过程起到了抑制作用。     

鼓泡碳化法制备均匀花生壳状碳酸钙的研究

采用间歇鼓泡碳化法,在反应温度为35℃、灰乳密度为1.05(d)、CO2浓度为30%(V%)和柠檬酸浓度为10%(ω%)的条件下制得了粒度为1.0～3.5μm、分散性好的花生壳状碳酸钙粉体.用扫描电子显微镜(SEM)、原子力扫描探针显微镜(ASPM)、X射线衍射仪(XRD)、红外光谱仪(IR)、热重分析(TG)、粒度分析仪等对样品进行了表征,并对碳化过程的压力、粘度随时间的变化规律进行了分析.结果表明,柠檬酸对碳酸钙的形貌具有重要调控作用,花生壳状碳酸钙是由大量粒度为10～50 nm的纳米粒子组装而成.     

Calcium carbonate pump during Quaternary glacial cycles in the South China Sea

The preservation and dissolution of calcium carbonate (namely calcium carbonate pump) controls the pH of seawater in global oceans by its buffer effect, and in turn plays a significant role in global changes in atmospheric CO2 concentration. The results from measured carbonate contents over the past 2 Ma at ODP Site 1143 in the South China Sea provide high-resolution records to explore the process of the calcium carbonate pump during Quaternary glacial cycles. The results indicate statistically that the highest carbonate accumulation rate leads the lightest δ^18O by about 3.6ka at transitions from glacials to interglacials, and that the strongest carbonate dissolution lags the lightest δ^18O by about 5.6 ka at transitions from interglacials to glacials. The calcium carbonate pump releases CO2 to the at mosphere atthe glacial-interglacial transitions, but transports atmospheric CO2 to deep sea at the interglacial-glacial transitions.The adjustable function of the calcium carbonate pump for the deep-sea CO3^2- concentration directly controls parts of global changes in atmospheric CO2, and contributes the global carbon cycle system during the Quaternary.     

硅凝胶体系中碳酸钙晶体生长实验

为了得到不同晶型的碳酸钙晶体,采用凝胶法生长出了碳酸钙的三种同质异象体：方解石、文石、球霰石．讨论了反应物浓度和杂质离子（Na^＋）对碳酸钙晶体生长的影响．结果表明：通过改变反应物浓度和利用不同的反应物可以生长出不同晶型的碳酸钙晶体．同时,利用原子力显微镜对生长的方解石晶体表面的形貌观察发现：晶体生长是以台阶簇（大台阶）的方式推进,不同高度的堆垛层错呈现在表面上．     

化学降酸量对杨凌贵人香干白葡萄酒感官品质的影响

以陕西杨凌刚发酵生成的贵人香干白葡萄酒为样本,对其进行不同剂量碳酸钙降酸处理,然后检测分析供试酒样的CIELab颜色参数,由受过培训的感官品评员分析降酸酒样的香气特征和感官质量。通过主成分分析讨论降酸量对葡萄酒颜色参数和香气特征的影响。结果表明,降酸0.5 g/L的酒样最大程度保留了对照酒样的香气,整体感官质量得分最高;降酸1.0 g/L和1.5 g/L酒样的甜香气味增加,葡萄酒果香降低,整体感官质量得分降低;降酸2.0 g/L酒样香气特征最弱,整体感官质量得分最低。因此,采用质量浓度为0.5 g/L的碳酸钙对杨凌地区贵人香葡萄酒降酸是较佳方案。     

疏水性纳米碳酸钙的原位合成

在甲醇溶液中通过自制表面活性剂的控制, 成功制备出疏水性纳米碳酸钙. 采用扫描电镜、 透射电镜、 X射线衍射、 红外光谱、 热重分析和接触角测试对产品进行测定. 结果表明, 表面活性剂在反应过程中不但控制晶体的成核生长, 同时还能对碳酸钙表面 进行修饰. 通过控制反应条件, 得到了粒径为40 nm的椭球型纳米碳酸钙粉体, 产品晶型为文石和方解石型, 表面活性剂与碳酸钙形成化学键合,制备的粉体产品为疏水性, 成功地对碳酸钙进行了原位表面修饰.     

不同细菌注浆方法对MICP一相注工艺的影响

为了提高细菌和胶结液的利用率，并得到更好的土体固化效果，基于低pH一相注工艺，分析探讨低浓度细菌分次注入和高浓度细菌一次注入这2种不同的细菌注浆方法对微生物诱导CaCO₃沉积(MICP)技术固化效率的影响。通过水溶液、砂层过滤及砂柱固化试验，从CaCO₃生成量、注浆窗口期和固化强度及均匀性3个方面综合评价了2种注浆方法的优劣。结果表明:在细菌总量一定的情况下，低浓度的细菌(OD为0.45，活性为3 U/mL)分次注入比高浓度细菌(OD为3.6，活性为24 U/mL)一次注入所生成的CaCO₃总量更多，前者约为后者的3倍；一相浆液的pH降至4时，低浓度细菌不易絮凝，能够提供更长的注浆窗口期；低浓度细菌分次注入所形成的固化砂柱其CaCO₃分布更为均匀，且强度更高，当CaCO₃含量都为13%±1%时，其无侧限抗压强度约为高浓度细菌一次注入时的2.5倍。     

磷酸盐分解钼酸钙的热力学

针对磷酸盐分解钼酸钙的过程,根据同时平衡原理和质量守恒定律,绘制了25℃时Ca-Mo-P-H_2O体系溶解组分的lgC-pH图,以及不同总磷浓度条件下溶液中总钙、总钼的lgC-pH图和钼酸钙稳定区. 结果表明,在溶液中总磷浓度一定的条件下,随着pH的增大体系中会依次出现H_2MoO_4(s)、CaMoO_4(s)、Ca5(OH)(PO_4)_3(s)和Ca(OH)_2(s)稳定存在的区域. 总磷浓度直接影响到钼酸钙的分解过程,随着总磷浓度的增加,钼酸钙的稳定区域不断减小甚至消失,使得钼酸钙更加易于分解, 因此溶液中总钼浓度不断增大,而总钙浓度不断降低;但总磷浓度过高会导致溶液中残留游离含磷离子过高. 从热力学角度来看,在钼酸钙分解过程中,添加磷酸盐比碳酸盐更加有利于钼酸钙的分解.     

利用电石渣制备纳米碳酸钙的研究

以电石渣为原料 ,制备纳米碳酸钙 .研究制备过程中原料浓度、气体浓度、气体流速、反应温度、搅拌速度、添加剂用量等对产品粒径及晶型的影响 .采用 TEM、XRD等手段对颗粒形态与结构进行表征 ,纳米碳酸钙平均颗粒粒径约 5 0 nm,晶粒平均尺寸约 30 nm,为方解石型 .