[發明專利]羥基磷灰石微米管及其制備方法

無效

• 申請號: 200710047312.8
• 申請日: 2007-10-22
• 公開（公告）號: CN101172592A
• 公開（公告）日: 2008-05-07
• 發明（設計）人: 朱英杰;馬明國
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海硅酸鹽研究所
• 主分類號: C01B25/32
• 分類號: C01B25/32;A61L27/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種羥基磷灰石微米管及其制備方法，更確切的說涉及由弱堿性添加劑制備羥基磷灰石微粉，屬于生物材料領域。

背景技術

羥基磷灰石具有良好的生物相容性，具有和人的骨頭和牙齒相似的化學成分，常用做骨替代材料、藥物輸運的載體、氣體傳感器、離子交換、催化劑或催化劑載體等。已有的制備方法包括沉淀法、溶劑熱法、溶膠-凝膠法以及微波輔助合成的方法。但是獲得的羥基磷灰石的形貌一般為針狀和棒狀，目前還未見利用濕化學法制備管狀形貌羥基磷灰石的報道。

發明內容

本發明的目的在于提供一種羥基磷灰石微米管及其低成本簡易制備方法。

本發明的工藝如圖1所示。具體步驟是：

1、液相反應體系的配制：

以水溶性鈣鹽(如CaCl₂，C₄H₆O₄Ca·H₂O，Ca(NO₃)₂)和酸式磷酸鹽(如NaH₂PO₄，KH₂PO₄，K₂HPO₄，Na₂HPO₄)為原料，以水為溶劑，加入添加劑N，N-二甲基甲酰胺。其中，水溶性鈣鹽和酸式磷酸鹽的摩爾比為5∶3，N，N-二甲基甲酰胺和水溶性鈣鹽的摩爾比為大于100∶1。控制水溶性鈣鹽濃度為0.01摩爾/升～5.0摩爾/升。

室溫下攪拌，通過攪拌來獲得懸浮液或均一溶液。

2、將懸浮液或均一溶液轉移至反應釜中，在120～200℃進行水熱處理，熱處理時間為12～72小時。

3、對溶劑熱處理后的液相反應體系中的產物進行分離。

分離的方法包括離心分離、過濾或靜置沉淀等。對分離出的產物進行洗滌和干燥處理，即得羥基磷灰石微粉。

通過X射線粉末衍射以及紅外光譜分析，所得到的產物為純相的羥基磷灰石，沒有其他物相存在。掃描電鏡照片證實所得到的羥基磷灰石為微米管。管的內徑為450～550納米，外徑為1000～1200納米，長度為30～50微米。尺寸相對比較均勻，分散性好。

鈣鹽和磷酸鹽在強堿性環境中，pH大于9，所得產物的穩定相為羥基磷灰石；在酸性環境中，pH小于4.8，所得產物的穩定相為磷酸氫鈣。鈣鹽和磷酸鹽生成磷灰石的反應為復分解反應，成核生長迅速。

以往方法所制得羥基磷灰石為納米棒和納米針狀的形態，很難控制得到其他形態。為了控制合成羥基磷灰石，我們選擇了一種弱堿性有機堿——N，N-二甲基甲酰胺。它在反應過程中緩慢釋放出OH^-離子，提供一個堿性環境。

隨著反應的進行，在N，N-二甲基甲酰胺作用下，反應體系的pH逐漸從酸性到中性到堿性過度，所得產物也從磷酸氫鈣到磷酸氫鈣和羥基磷灰石的混合物再到純相的羥基磷灰石。磷酸氫鈣通過溶解再結晶形成羥基磷灰石，片狀的磷酸氫鈣有助于形成一維(棒、線、管)的羥基磷灰石。N，N-二甲基甲酰胺起到了控制羥基磷灰石成核與生長的作用，從而達到控制羥基磷灰石形態的目的。

本發明提供的羥基磷灰石微粉的制備方法具有以下優點：

(1)產物微粉的結晶好。

(2)通過控制適當的制備條件，能夠制得不同形貌和大小的羥基磷灰石微粉。

(3)N，N-二甲基甲酰胺在反應過程中同時起到弱堿、結構控制劑和溶劑的作用，反應過程中不需另外加入其它表面活性劑，這能夠大大簡化生產過程，降低成本。

(4)原料廉價易得、操作方便，制備工藝簡單，不需要復雜昂貴的設備。易于實現工業化生產。

(5)所得的羥基磷灰石微米管粒徑均勻，形態單一，分散性好，在力學性能上具有潛在的優勢。

附圖說明

圖1為羥基磷灰石微粉的制備工藝流程圖。

圖2為羥基磷灰石微米管的X射線衍射譜圖。

圖3為羥基磷灰石微米管掃描電鏡照片。

圖4為羥基磷灰石微米管掃描電鏡照片。

圖5為羥基磷灰石微米管的紅外譜圖。

圖6為160℃熱反應2小時、5小時和12小時得到的產物的X射線衍射譜圖。

具體實施方式

用下列實施例進一步說明實施方式及效果，但并非僅限于實施例。

實施例1