含水非晶碳酸钙的仿生矿化研究.pdf

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1、2011年3月，第17卷，第1期，46—52页高校地质学报March2011，Vo1．17，No．1，P．46—52GeologicalJournalofChinaUniversities含水非晶碳酸钙的仿生矿化研究官叶斌，姚奇志，周根陶1．中国科学院壳幔物质与环境重点实验室；中国科学技术大学地球和空间科学学院，合肥230026；2．中国科学技术大学化学与材料科学学院，合肥230026摘要：生物成因矿物的形成过程通常是通过先沉积非晶前驱体，进而转变形成某一种结晶相的途径来实现的。对生物成因碳酸钙而言，普遍认为其非晶的前驱体相是在生物有机大分子和无机离子共同作用下形成的。在阴离子柠檬酸根存在的

2、情况下，仿生合成了非晶碳酸钙(Amorphouscalciumcarbonate，ACC)，运用场发射扫描电子显微镜(FESEM)、X一射线衍射(XRD)、傅里叶红外光谱(FFIR)和热重一差热分析(TG—DTA)等实验手段进行了分析并观测了非晶碳酸钙后续转变。结果显示，多羧基的阴离子能够诱导形成非晶碳酸钙，并且这些非晶碳酸钙具有与生物成因非晶碳酸钙类似的组成。这可能指示与生物矿化相关的生物大分子，特别是一些富含极性羧基大分子能够诱导碳酸钙矿物非晶态前驱体相的形成，同时也能暂时稳定这非品前驱体相。关键词：非晶碳酸钙；柠檬酸钠；方解石；仿生矿化；生物矿化中图分类号：P579文献标识码：A文章编

3、号：1006—7493(2011)0l一0046—07HydrousAmorphousCalciumCarbonate：ABiomimeticMineralizationStudyGUANYe—bin’YAOQi．zhi，ZHOUGen．tao’，1．CASKeyLaboratoryofCrust—MantleMaterialsandEnvironments，SchoolofEarthandSpaceSciences，UniversityofScienceandTechnologyofChina，Hefei230026，China；2．SchoolofChemistryandMaterial

4、s，UniversityofScienceandTechnologyofChina，Hefei230026，ChinaAbstract：Acommonroutetoformbiogenicmineralsdunngbiomineralizationisthattheinitialdepositoftransientamorphousprecursorphasesandsubsequenttransformationintooneofmorestablecrystallinephases．Intermsofbiogeniccalciumcarbonateminerals，amorphouspr

5、ecursorphaseisgenerallyconsideredtobeformedunderthejointregulationofbiologicalmacromoleculesandinorganicions．Inthiswork，amorphouscalciumcarbonate(ACC)wassynthesizedinthepresenceofcitrateanionsbyahiomimeticmineralizationprocess．StructureandmorphologyofthesynthesizedACCandthesubsequentlyproductsfromt

6、heACCtransformedwerecharacterizedusingawiderangeoftechniques，includingfieldemissionscanningelectronmicroscopy(FESEM)，X—raydiffraction(XRD)，Fourierinfraredspectroscopy(IR)andthermalgravityanalysis—differentialthermalanalysis(TG—DTA)．Theresultsshowedthatthemulti—carbonateanionscouldinducetheformation

7、ofACCwhichhadasimilarcompositiontobiogenichydrousACC．Therefore，ourresultssuggestthatsomebiomineralization—associatedacidicbiomacromoleculescanalsoinducetheformationofbiogenicACCandtransientlystabilizeit．Key