[發明專利]含碳酸根羥基磷灰石粉體的制備方法

無效

• 申請號: 200910103200.9
• 申請日: 2009-02-16
• 公開（公告）號: CN101486453A
• 公開（公告）日: 2009-07-22
• 發明（設計）人: 高家誠;張敏;陳飛宏
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: C01B25/32
• 分類號: C01B25/32
• 代理公司: 重慶博凱知識產權代理有限公司
• 代理人: 李海華

技術領域

本發明涉及一種含碳酸根羥基磷灰石粉體的制備方法，具體說是利用水熱和二氧化碳氣體加壓制備含碳酸根羥基磷灰石粉體的方法，屬于無機非金屬材料領域。

背景技術

在生理骨中有少量元素以替換的方式進入羥基磷灰石晶格，最主要的替代物是碳酸根，它在骨礦物中質量分數約占5％～8％。研究表明，在人工合成羥基磷灰石晶體過程中有意識地引入部分碳酸根可以提高材料的生物活性和骨傳導性。含碳酸根的羥基磷灰石粉體目前廣泛地應用于硬組織修復與替換，并且由于其優異的生物相容性及對不同生物材料的化學反應性，也有望成為藥物載體材料。除此以外，在重金屬廢水處理領域，含有碳酸根的羥基磷灰石是一種新型有效的吸附劑，它可以吸附處理廢水中的鉛離子、鎘離子和汞離子等重金屬離子，與常用的化學沉淀法、氧化還原法、離子交換法等相比，具有處理成本低，不存在二次污染的優點。

含碳酸根羥基磷灰石的制備一般采用化學沉淀法、溶膠-凝膠法、微乳液法和水熱法等。碳酸根一般是采用碳酸鹽或者二氧化碳方式加入到羥基磷灰石中。與其他方法相比，水熱法所用周期短，材料結晶度高，工藝簡單。

發明專利1(公開號CN101007627A)提出利用離子液體水熱制備納米羥基磷灰石的方法。該方法采用的離子液體為BmimBr或EmimBr，pH值在8～9之間，高壓釜中的反應溫度為100℃～200℃，反應時間為24～72小時，得到的納米羥基磷灰石均為片狀，尺度小于100nm。發明專利2(公開號CN1760121A)中提到的納米羥基磷灰石的水熱制備方法，加入了含羧基、羥基或磺酸基團的有機化合物、溶液pH值為10以上、水浴加熱反應4～8小時，再在反應釜中反應8～12小時，溫度在80～160℃之間。得到的納米羥基磷灰石呈短棒狀，長徑比小于4。發明專利3(公開號CN101297978A)以油酸-乙醇-水為相轉移體系，在水熱溫度80～100℃、反應時間2～24小時的條件下，制備出桿狀納米羥基磷灰石，顆粒長徑比最大為10，沒有注明顆粒粒度分布。發明專利4(公開號CN1415537A)提供了一種含碳酸根羥基磷灰石的制備方法，以鈣鹽、磷鹽和碳酸鹽為原料，原始碳酸根摻入量為10～15％。通過調節pH值，將混合溶膠生成摻雜羥基磷灰石凝膠，經過老化、洗滌等流程制成產品。該發明得到的含碳酸根羥基磷灰石達到了碳酸根摻雜的飽和值，碳酸根處于A型和B型混合替換。發明專利5(公開號CN1587195A)也提供了一種溶膠-凝膠法制備含碳酸根羥基磷灰石微粉的合成方法，具體是將鈣鹽和五氧化二磷溶于無水乙醇配制成溶膠，然后攪拌反應形成凝膠，干凝膠在馬弗爐中600～800℃煅燒形成含碳酸根的納米羥基磷灰石。根據激光粒度分析儀測定，顆粒的二次平均粒徑在100nm左右。發明專利6(公開號CN100999313A)將具有一定形狀的玻璃體浸泡在溶液中，調節溶液pH值，經不斷攪拌，于玻璃表面沉積納米尺寸的羥基磷灰石。當玻璃全部溶解后，在玻璃的原位上形成外觀與玻璃尺寸相同的羥基磷灰石形體。特別在接近人體體溫的溫度下，含鈣玻璃在仿生體液中可形成碳酸羥基磷灰石。這種方法一般要在3～30天之后，玻璃才會完全溶解，pH＞9.0時，沉淀物才可以形成較為完整的羥基磷灰石晶體。

從上述公開報道的專利可以看出，溶膠-凝膠法是含碳酸根羥基磷灰石的常用制備手段，此種方法周期長，產量低不利于工業化生產，二次晶化過程容易引起粉體污染；新穎的原位沉積法生產周期過長，玻璃中含有的其他金屬元素較多，不易得到僅碳酸根摻雜的羥基磷灰石微粉；水熱法制備羥基磷灰石已有較多報道，證明利用水熱法制備粉體周期短，晶體結晶度好，受污染少，特別適合對粉體純度要求高的領域，如生物材料領域等使用。但是利用水熱和二氧化碳氣體加壓制備含碳酸根羥基磷灰石粉體的技術方案還未見報道。

發明內容

針對現有技術存在的上述不足，本發明的目的是提供一種工藝簡單易操作，周期短，成本低，粉體結晶度高的含碳酸根羥基磷灰石粉體的制備方法。

本發明的目的是這樣實現的：一種含碳酸根羥基磷灰石粉體的制備方法，其制備步驟為：

(1)將濃度為0.01～0.2mol/L的硝酸鈣水溶液與濃度為0.01～0.2mol/L的磷酸氫二鉀水溶液按Ca/P原子比1.65～1.72混合均勻；

(2)混合后的溶液倒入高壓反應釜內，蓋好釜蓋；

(3)首先打開進氣閥和放氣閥，充入二氧化碳氣體排空液面上方空氣后關閉放氣閥，再在釜內充入二氧化碳氣體使其壓力為0.1～5MPa，然后關閉進氣閥；