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硅酸钙(CaSiO3)具有许多优良的性能,其应用范围越来越广泛。除了应用于工业以外,由于硅酸钙具有良好的生物活性,近年来在生命科学领域和宇航电子技术领域,如药物运输,医学整形,骨组织工程等方面广泛引起大家浓厚的兴趣,应用也更为广泛。中空纳米材料由于具有非常大的比表面积和相对来说比较小的密度等良好的特点而越来越引起大家的注意,研究者们普遍认为其应用前景非常值得期待。现在制备纳米材料最常用最广泛的方法就是软模板法,而其中最具有代表性的就是胶束。本文研究了通过调节各种实验条件,来制备出不同形貌以及完整性和分散性比较好的水合硅酸钙(CSH),详细的实验过程和结果如下所示:实验将反应物九水合硅酸钠和四水合硝酸钙进行反应,同时加入十二烷基苯磺酸钠(SDBS),使它成为二者反应的模板,并设置不同的实验条件,通过改变模板的形貌和分散性能,来调节生成分散性和完整性好的以及理想形貌的CSH。通过粉末X射线衍射(XRD)等不同的测试手段来进行表征和分析,实验结果显示,SDBS的浓度、钙源和硅源浓度、反应时间以及是否搅拌等实验条件都会在一定程度上影响产物CSH的分散性和形貌特征。XRD谱图表明保持Ca(NO3)2·4H2O和SDBS溶液浓度不变时,Na2SiO3·9H2O浓度越小,其形成的球壳CSH的壁越薄,结晶度越低,它的衍射峰强度越弱。保持Ca(NO3)2·4H2O和Na2SiO3·9H2O溶液浓度不变时,SDBS浓度越大,CSH胶束的数量越多,形成球壳CSH的数量越多,球壳壁越薄;即SDBS达到一定浓度时,Ca﹑Si浓度不变,所形成的球壳形CSH数量不变,XRD的衍射峰强度在高SDBS浓度时也变化不大。反应时间从1天增加到20天,其衍射峰越来越强,说明随着反应时间的延长,在球壳CaSiO3表面会继续发生CaSiO3的有序结晶生长。搅拌与否对CSH的生长方式影响不大,表明搅拌只能使溶液之间混合的更均匀,反应物之间接触的更充分,但其对产物CSH的结晶度影响不大。利用FT-IR技术定性定量地研究了CSH硅氧四面体结构的聚合度,结果发现CSH中硅氧四面体主要以Q2的形式存在。Na2SiO3·9H2O浓度增大﹑SDBS浓度增大﹑反应时间增加和停止搅拌均会使位于977cm-1处的振动峰会向低波数方向发生位移,且峰强变强,说明这些反应条件均会使CSH的聚合度增大,Q2结构的相对含量增加。其中Na2SiO3·9H2O和SDBS浓度是主要控制因素。SEM照片表明,当SDBS浓度较低时,形成的胶束个数少,CSH分散的好;当SDBS浓度较高时,形成的胶束个数多,CSH分散的不好,聚集的比较严重,而且有破损部分,不完整。当Ca(NO3)2·4H2O浓度小,而Na2SiO3·9H2O浓度大时,生成的CSH壁厚而且形貌完整。说明合适的SDBS和Na2SiO3·9H2O比例,是促进球壳形CSH生长的主要控制因素。反应时间的增加会使胶束聚集严重,搅拌在一定程度上影响胶束的完整性。通过调整反应物浓度,可以得到球壳状、棒状和层状不同形貌特征的CSH。根据表征结果和前人的研究经验,分析总结了球壳状和棒状形貌特征CSH的形成机制。