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珍珠层为高度有序的“砖墙式”结构,它作为一种无机-有机复合材料,拥有质轻、硬度高、抗断裂韧性强的特点,一直是仿生材料研究的热点。本文基于生物矿化的原理,选取糯米浆和氧化石墨烯(GO)分别作为有机模板,采用直接沉淀法和气体扩散法制备出不同形貌的仿生碳酸钙。主要研究内容如下: (1)选取糯米浆为碳酸钙生长的有机模板,采用直接沉淀法制备出类珍珠层碳酸钙。通过扫描电子显微镜、X射线衍射仪与纳米压痕仪对样品的形貌、晶型和力学性能进行分析,运用化学鉴别法和同步热分析仪对样品的成分进行表征。当糯米浆的质量分数为0.5%,[Ca2+]0.4mol/L,反应时间2h,反应温度25±2℃,获得样品的硬度和弹性模量分别为0.23Gpa、4.87Gpa。 (2)选取糯米浆为碳酸钙生长的有机模板,采用气体扩散法获得不同形貌的碳酸钙。利用扫描电子显微镜观察其形貌为:菱面体状、小薄片叠层状、疏松球状以及具有孔洞的方块状。利用傅里叶变换红外光谱仪和X射线衍射仪对样品的晶型进行表征。结果表明:当糯米浆的质量分数为0.5%时,不同钙离子浓度和反应时间对其形貌有重要影响,样品的晶型为方解石和球霰石。 (3)选取氧化石墨烯作为碳酸钙生长的有机模板,采用直接沉淀法制备出多种形貌的碳酸钙。运用扫描电子显微镜、X射线衍射仪对样品的形貌和晶型进行表征。结果表明:当GO浓度为0.5mg/ml,[Ca2+]0.4mol/L,反应时间2h,反应温度25±2℃时,可获得层状结构的碳酸钙。 本文为研究生物矿化中有机质的作用提供新见解,并为制备有机-无机复合材料提出一种新的途径。