[發明專利]空心納米結構羥基磷灰石及其制備方法

無效

• 申請號: 200810243651.8
• 申請日: 2008-12-05
• 公開（公告）號: CN101428779A
• 公開（公告）日: 2009-05-13
• 發明（設計）人: 謝吉民;姜德立;陳敏;朱建軍;李娣
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: C01B25/32
• 分類號: C01B25/32
• 代理公司: 南京知識律師事務所
• 代理人: 盧亞麗

技術領域

本發明涉及納米材料及其制備技術領域，具體涉及具有橢圓形、紡錘形和六棱柱狀三種不同形貌的空心納米結構羥基磷灰石及其制備方法。

技術背景

近年來，特殊形貌的納米結構受到人們的廣泛關注。空心納米結構作為一種特殊的結構和形貌，已經成為化學和材料科學研究的一個前沿領域。空心納米結構材料由于其低密度和高比表面積等特性，以及其空心部分能容納大量的客體分子，可以產生一些奇特的基于微觀“包裹”效應的性質，使得空心納米結構在微尺度反應器、藥物載體、光子晶體、催化劑和能量存儲等許多技術領域都有重要的應用。羥基磷灰石[Ca₁₀(PO₄)₆(OH)₂]是人體骨骼、牙齒主要的無機成分。由于具有良好的生物相容性、特殊的晶體結構和較強的吸附能力，羥基磷灰石納米材料現在被廣泛應用于骨頭修復、牙齒填充、催化劑載體、藥物釋放以及去除水體中重金屬離子等領域。值得一提的是，羥基磷灰石空心納米材料在生物大分子和藥物載體方面的應用研究已經成為一個熱點。

合成空心納米結構的方法主要包括：硬模板法、軟模板法、自組裝法、超聲法，以及近幾年來出現的利用Ostwald熟化機制、oriented?attachment機制和Kirkendall效應來合成空心納米結構等等。目前關于制備空心羥基磷灰石納米材料的報道很少。發展一種可控制合成不同形貌的空心納米結構更是一個研究難點。曾有人報道了(Ma?MY，Zhu?YJ，Li?L，et?al.Journalof?Materials?Chemistry，2008，18，2722-2727)利用無機納米碳酸鈣作為模板成功地合成出了羥基磷灰石空心納米結構，并做了將該材料用于藥物載體方面的試驗。他們先利用微乳液法制備出了尺寸、形貌均一和單分散的碳酸鈣納米顆粒，然后加入一定量的磷源，這時就會在碳酸鈣表面形成一層羥基磷灰石。最后，通過加入一定量的乙酸將碳酸鈣腐蝕掉，便得到了羥基磷灰石空心納米結構。顯然，這種方法步驟較繁瑣，對模板和實驗條件的要求都較苛刻，而且所得到的空心結構在去模板過程中易塌陷，不利于大規模應用。另外，還有人利用一種被稱作燃燒干燥法的物理方法來制備羥基磷灰石空心材料。但是，他們所制備的羥基磷灰石空心球直徑高達5微米，這樣較大的尺寸限制了其在生物醫學及其工業上的應用。因此，發展簡單易行的無模板法，一步合成空心無機納米結構的化學方法，將對空心無機納米結構的工業化生產和應用具有重大意義。本發明在沒有模板的情況下，水熱一步合成出了不同形貌的羥基磷灰石空心納米材料。該方法操作簡單，條件溫和，成本低，可用于大規模合成羥基磷灰石空心納米結構。所合成的三種形貌的羥基磷灰石空心納米結構尺寸均一，分散性好，有望用做藥物、催化劑載體。

發明內容

本發明的目的之一是提供三種不同形貌(包括橢圓形、紡錘形和六棱柱狀)的空心納米結構羥基磷灰石。本發明的目的之二是提供三種不同形貌(包括橢圓形、紡錘形和六棱柱狀)羥基磷灰石空心納米結構的制備方法。該方法不需要任何模板，不需要特殊設備，操作簡單，成本低，生產周期短。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

空心納米結構羥基磷灰石，其納米顆粒成分是羥基磷灰石，納米結構外觀形貌是橢圓形、紡錘形或六棱柱狀中的任何一種，納米結構皆為中空結構。

上述所說的空心納米結構羥基磷灰石的合成步驟如下：將鈣源、磷源、氟化物、兩種螯合劑和去離子水混合，水浴、攪拌，得澄清透明液體；然后使用堿性溶液調節溶液的pH值后將溶液轉入水熱釜中，水熱反應；將反應所得的產物進行離心、洗滌后，最后置于干燥箱中，真空干燥。

在上述制備方法中，鈣源為硝酸鈣。

在上述制備方法中，磷源包括磷酸氫二銨，磷酸二氫銨或磷酸。

在上述制備方法中，氟化物包括氟化納。

在上述制備方法中，兩種螯合劑為乙二胺四乙酸二鈉和檸檬酸。

在上述制備方法中，鈣源與磷源的摩爾比優選5∶3。

在上述制備方法中，乙二胺四乙酸二納與鈣源的摩爾比為0.26～1。

在上述制備方法中，檸檬酸與鈣源的摩爾比優選1。

在上述制備方法中，鈣源與氟化物的摩爾比優選5。

在上述制備方法中，水浴的溫度優選40℃。

在上述制備方法中，利用氫氧化納溶液或質量分數33％的氨水溶液來調節溶液的pH。

在上述制備方法中，溶液的pH范圍是指3.5～5.2。

在上述制備方法中，水熱反應時間是指2-8h。