磷灰石矿物核磁共振研究在土壤生态学中的应用开题报告

1. 研究目的与意义、国内外研究现状（文献综述）

磷酸钙是地球上自然发生的最丰富的磷酸盐，是生产化肥和磷酸盐的某项重要材料。

在土壤中，羟基磷灰石约占成分的90%。

所以说对于ca10(po4)6(f,oh,cl)2这一类型物质的研究是一项重要的涵盖范围广阔的科学研究（包括地球科学，生命科学，材料研究等等）。

2. 研究的基本内容和问题

本研究的主要目的在于通过研究被碳酸根高度替代的rostrum材料和不同年龄段的鸡大腿骨材料的核磁共振图谱特性和拉曼光谱特性来观察生物磷灰石中的含氢基团和碳酸根离子。

另外，研究中应用一系列人工合成的高度纯化的磷灰石（羟基磷灰石[hap, ca5(po4)3(oh)]；二磷酸二氢钙[cpm, ca(h2po4)2]；磷酸氢钙(cpd, cahpo4)；二水合磷酸氢钙(chd, cahpo42h2o)）(sigma-aldrich, st. louis, mo)。

来研究不同含氢集团核磁共振图谱中信号峰的化学位移来与rostrum材料和不同年龄段的母鸡的大腿骨做对比，以便对于生物磷灰石中出现的复杂的不同的信号峰进行更准确和精确地解读。

3. 研究的方法与方案

1. 材料（1） rostrum材料来源于一头mesoplodon densirostris物种的成年雄性鲸鱼(#1922-143)，于法国巴黎的国家自然博物馆获得。

这种材料也曾经应用于历史、化学和机械的研究。

（2） 母鸡在产卵期内时，体内的碳酸根会急剧升高。

4. 研究创新点

1. rostrum材料rostrum材料是一种高度矿化的生物磷灰石，是排除生物磷灰石中有机质干扰信号的理想材料。

另外rostrum材料的矿物结构高度碳化，因此也是观察生物磷灰石中碳酸根替代磷酸根（a类型替代）与生物磷灰石中羟基离子含量之间关系的理想材料；2. 不同年龄段的母鸡大腿骨材料母鸡在产卵时期骨质内碳酸根离子含量增加，因此，通过对比不同年龄段母鸡骨头内碳酸根相对含量与羟基离子相对含量可以动态观察生物磷灰石中碳酸根替代磷酸根（a类型替代）与生物磷灰石中羟基离子含量之间的关系；3. 人工合成的高度纯化的sigma试剂高纯度的sigma试剂排除杂质干扰。

另外，探测含不同含氢基团的试剂的信号峰特性有助于对生物磷灰石中的信号峰的分析。

5. 研究计划与进展

将样品准备好后送去南京理工大学分析测试中心测样品核磁共振1H谱、31P谱；于扬州大学分析中心测得31P 1H FSLG异核相关魔角自旋核磁共振图谱；得到图谱后进行图谱分析并撰写文章。