環(huán)糊精和雞蛋殼膜對碳酸鈣晶型的影響

摘 要：以雞蛋殼膜控制離子的擴散速度，β-環(huán)糊精（CD）為模板，考察雞蛋殼膜朝向和CD濃度對碳酸鈣晶型的影響。希望對相關(guān)工作提供參考。

關(guān)鍵詞：碳酸鈣；β-環(huán)糊精；雞蛋殼膜

碳酸鈣（CaCO3）是一種重要的礦物，在生物礦化和工業(yè)生產(chǎn)上都有重要的應(yīng)用[1]。張秀英等[2-3]發(fā)現(xiàn)純水中生成的是方解石，而β-環(huán)糊精（CD）水溶液中則生成文石型晶體。Masakazu Takiguchi等[4]在蛋殼膜上得到了花狀的碳酸鈣。姚佳良等[5]利用雞蛋殼膜控制反應(yīng)物的擴散速度在殼膜外表面得到由片狀粒子組成的CaCO3晶體，在殼膜內(nèi)表面得到由小粒子組成的多面體CaCO3晶體。文章以雞蛋殼膜控制離子的擴散速度，β-環(huán)糊精為模板，考察雞蛋殼膜與CD的協(xié)同作用對碳酸鈣晶型的影響。

1 實驗部分

將含有不同濃度CD的CaCl2溶液，倒入試管中，用雞蛋殼膜覆蓋試管口且內(nèi)膜朝向CaCl2溶液（與蛋清相連的為內(nèi)膜，與蛋殼相連的為外膜）。在大燒杯中倒入Na2CO3溶液，再將試管懸空倒立于燒杯中，一定溫度下反應(yīng)32小時。去離子水、無水乙醇各洗滌三次，放入真空干燥箱中干燥三小時。改變雞蛋殼膜的朝向，重復(fù)上述操作。

樣品在傅立葉變換紅外光譜儀（FTIR，IRAffinity-1）上測試，固體KBr壓片（掃描范圍4000-400cm-1，掃描次數(shù)10次，分辨率4cm-1）。

2 結(jié)果與討論

2.1 CD濃度的影響

據(jù)CaCO3晶體的標準紅外譜圖，方解石型CaCO3晶體的FTIR譜特征峰為876cm-1和712cm-1；球霰石型CaCO3晶體的特征峰為876cm-1和745cm-1[6]；文石型CaCO3晶體的特征峰為854cm-1、710cm-1和700cm-1。圖1是溫度為34℃時，不同濃度的CD溶液中得到的CaCO3晶體的紅外光譜圖（內(nèi)膜朝向CaCl2溶液）。無CD時，在873.7cm-1、852.5cm-1和713.7cm-1有強吸收峰，表明該條件下形成的CaCO3晶體是以方解石為主并且存一定量的文石；加入CD（1.0×10-5mol·dm-3）時，形成的CaCO3晶體是以文石為主并且存在方解石。當濃度為2.0×10-5mol·dm-3、5.0×10-5mol·dm-3時，形成的CaCO3晶體是方解石、文石和球霰石三者的混合晶體。

2.2 雞蛋殼膜朝向的影響

圖2（A）是溫度為39℃，無CD溶液時，雞蛋殼膜朝向不同的CaCO3的紅外光譜圖。在外膜朝向CaCl2溶液時得到的CaCO3主要是文石型，而在內(nèi)膜朝向CaCl2溶液時形成CaCO3主要是方解石型。當CD濃度為3.0×10-5mol·dm-3時（圖2（B））也有類似的結(jié)果。

3 結(jié)束語

無CD時，形成的碳酸鈣主要是方解石型，加入CD后主要是文石型，在CD濃度較大時，出現(xiàn)了球霰石型碳酸鈣。外膜朝向CaCl2溶液時得到的CaCO3主要是文石型，而在內(nèi)膜朝向CaCl2溶液時形成CaCO3主要是方解石型。

參考文獻

[1]Nicole Gehrke，Helmut Clfen，Nicola Pinna， et al.Superstructures of Calcium Carbonate Crystals By Oriented Attachment[J].Crystal Growth Design，2005，5（4）：1317-1319.

[2]張秀英，廖照江，楊林，等.β-環(huán)糊精與碳酸鈣結(jié)晶的相互作用[J].化學學報，2003（1）：69-73.

[3]Lin Yang，Xiuying Zhang，Zhaojiang Liao， et al.Interfacial Molecular Recognition Between Polysaccharides and Calcium Carbonate During Crystallization[J].Journal of Inorganic Biochemistry，2003，97（4）：377-383.

[4]Masakazu Takiguchi，Koichi Igarashi，Masayuki Azuma， et al.Flowerlike Agglomerates of Calcium Carbonate Crystals Formed on an Eggshell Membrane[J].Crystal Growth Design，2006，6（12）：2754-2757.

[5]姚佳良，王衛(wèi)偉.利用殼膜制備碳酸鈣及形成機理研究[J].山東理工大學學報（自然科學版），2009（1）：21-24.

[6]王秀珍，王美云，郝海燕，等.半透膜作用下碳酸鈣仿生材料的制備[J].曲阜師范大學學報（自然科學版），2008（2）：69-73.

作者簡介：孫宏元（1981-），男，山東萊陽人，博士，講師，研究方向為綠色有機化學，超分子化學。