天冬氨酸调控糖果状碳酸钙的仿生合成及性能

doi:10.7503/cjcu20220769

高等学校化学学报 ›› 2023, Vol. 44 ›› Issue (6): 20220769.doi: 10.7503/cjcu20220769

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天冬氨酸调控糖果状碳酸钙的仿生合成及性能

刘高远¹^,², 刘跃含¹^,², 赵丽娜¹^,²(), 郭玉鹏³

^1.吉林师范大学环境友好材料制备与应用教育部重点实验室, 长春 130103
^2.吉林师范大学化学学院, 四平 136000
^3.吉林大学化学学院, 长春 130012

收稿日期:2022-12-20 出版日期:2023-06-10 发布日期:2023-02-09
通讯作者: 赵丽娜 E-mail:zhaolina1975@163.com
基金资助:
吉林省自然科学基金(YDZJ202201ZYTS615);2022年度寒地建筑综合节能教育部重点实验室开放基金(JLJZHDKF202205)

Asp-induced Biomimetic Synthesis and Property of Candy-like Calcium Carbonate

LIU Gaoyuan¹^,², LIU Yuehan¹^,², ZHAO Lina¹^,²(), GUO Yupeng³

^1.Key Laboratory of Preparation and Application of Environmental Friendly Materials，Ministry of Education，Jilin Normal University，Changchun 130103，China
^2.College of Chemistry，Jilin Normal University，Siping 136000，China
^3.College of Chemistry，Jilin University，Changchun 130012，China

Received:2022-12-20 Online:2023-06-10 Published:2023-02-09
Contact: ZHAO Lina E-mail:zhaolina1975@163.com
Supported by:
the Natural Science Foundation of Jilin Province, China(YDZJ202201ZYTS615);the 2022 Open Fund for Cold Buildings Comprehensive Energy Conservation Key Laboratory of the Ministry of Education, China(JLJZHDKF202205)

摘要/Abstract

摘要：

利用仿生合成原理, 选取天冬氨酸作为诱导剂, 采用沉淀反应法制备出糖果状球霰石型碳酸钙粒子, 并对其结构和性能进行了表征. 考察了反应温度、诱导剂用量和反应时间等对碳酸钙粒子晶型和形貌的影响，探讨了其反应原理. 结果表明, 所得碳酸钙粒子荧光性增强. 此方法对碳酸钙的仿生合成与改性研究具有一定的指导意义.

关键词: 碳酸钙, 沉淀反应, 糖果状, 仿生合成

Abstract:

The aspartic acid（Asp） was used as the inducer and candy-like calcium carbonate particles were prepared by controlling the reaction conditions such as reaction time， the dosage of inducer， and the reaction temperature， and the optimum conditions for obtaining the candy-like calcium carbonate particles were obtained. The structure， morphology and properties of the resulting calcium carbonate particles were characterized and a reasonable reaction mechanism was proposed. The new ideas about the preparation of calcium carbonate with specific morphology will be instructive in related material researches.

Key words: Calcium carbonate, Precipitation reaction, Candy-like morphology, Biomimetic synthesis

中图分类号:

O614

TrendMD:

刘高远, 刘跃含, 赵丽娜, 郭玉鹏. 天冬氨酸调控糖果状碳酸钙的仿生合成及性能. 高等学校化学学报, 2023, 44(6): 20220769.

LIU Gaoyuan, LIU Yuehan, ZHAO Lina, GUO Yupeng. Asp-induced Biomimetic Synthesis and Property of Candy-like Calcium Carbonate. Chem. J. Chinese Universities, 2023, 44(6): 20220769.

图/表 13

Fig.1 SEM images of CaCO3 particles obtained in the absence(A) and presence(B) of Asp

Fig.2 XRD patterns of CaCO3 particles obtained in the absence(a) and presence(b) of Asp

Fig.3 FTIR spectra of candy⁃like calcium carbonate obtained in the absence(a) and presence(b) of Asp

Fig.4 TGA curves of candy⁃like calcium carbonate obtained in the absence(a) and presence(b) of Asp

Fig.5 SEM images of CaCO3 particles obtained in the presence of Asp at different temperaturesTemperature/℃：（A） 20；（B） 40；（C） 60；（D） 80.

Fig.6 XRD patterns of CaCO3 obtained in the presence of Asp at different temperaturesTemperature/℃： a. 20； b. 40； c. 60； d. 80.

Fig.7 SEM images of CaCO3 particles obtained in the presence of different amounts of Aspm（Asp）/mg：（A） 5；（B） 10；（C） 20；（D） 50.

Fig.8 XRD patterns of CaCO3 particles obtained in the presence of different amounts of Aspm（Asp）/mg： a. 5； b. 10； c. 20； d. 50.

Fig.9 SEM images of CaCO3 prepared under different reaction timeReaction time/h：（A） 0.5；（B） 1.0；（C） 1.5；（D） 2.0.

Fig.10 XRD patterns of CaCO3 prepared under different reaction timeReaction time/h： a. 0.5； b. 1.0； c. 1.5； d. 2.0.

Fig.11 Contact angles of CaCO3 prepared in the absence(A) and presence(B) of Asp

Fig.12 Fluorescence spectra of calcium carbonate prepared with different dosages of Aspm（Asp）/mg： a. 5； b. 10； c. 20； d. 50.

Table 1 Relationship between the radius ratio of positive and negative ions(R+/R‒ ) and coordination number

R⁺/R^‒	0.155—0.225	0.225—0.414	0.414—0.732	0.732—0.100	≥1.00
Crystal coordination number	3	4	6	8	12

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天冬氨酸调控糖果状碳酸钙的仿生合成及性能

Asp-induced Biomimetic Synthesis and Property of Candy-like Calcium Carbonate

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