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生物矿化作用是在一定的物理化学条件下,某些无机矿物离子在生物体的不同部位,在有机物质的作用下,经历了成核、生长和相变等阶段,并受到生物的化学、空间和结构控制,最终形成生物矿物集合体的过程。本课题的目的在于探讨中国黄土中纳米棒状方解石的可能形成机制-生物矿化作用。通过不同的合成体系(包括碳化法、微乳液法、反胶束法和有机物控制矿化等方法)合成与黄土中形貌相似的纳米棒状方解石。考察了不同的试验条件(如温度、添加剂、有机溶剂、反应物浓度等)对合成结果的影响,并利用透射电子显微镜和X射线粉末衍射仪对合成样品的形貌和成分进行了分析。通过研究得出以下结论:(1)利用碳化法合成时发现表面活性剂的添加量、添加时间、反应的温度对合成碳酸钙的形貌有着很大的影响。合适的添加量有利于形成直径比较均一的纳米碳酸钙;添加时间越长,晶体的直径越大;温度越低,合成碳酸钙的直径越小,而且碳酸钙的团聚性也有所改善。(2)CTAB/正庚烷/水体系中合成纳米方解石时发现,不同的CTAB添加量、正庚烷添加量以及不同碳酸钠和氯化钙浓度都会使碳酸钙形成不同的形貌和直径。(3)SDBS/有机溶剂/水混合体系中合成碳酸钙时发现,不同的SDBS添加量、不同的有机溶剂以及不同的反应温度都会对碳酸钙的形貌和晶型造成不同程度的影响。(4)草类自然矿化以及草汁都可以使Ca2+矿化成为棒状碳酸钙,不同的有机物质会使Ca2+自然矿化成不同形貌的碳酸钙。通过模拟合成的实验结果可以发现,有机物的参与对纳米棒状方解石的形成过程有着很大的影响,而具体的机制还需要进一步研究。