[發明專利]一種長徑比及鈣磷比可控的磷酸鈣納米粉體的制備方法

有效

• 申請號: 201610509956.3
• 申請日: 2016-07-01
• 公開（公告）號: CN107555405B
• 公開（公告）日: 2020-05-19
• 發明（設計）人: 王潔欣;呂博楊;樂園;曾曉飛;陳建峰
• 申請（專利權）人: 北京化工大學
• 主分類號: C01B25/32
• 分類號: C01B25/32;B82Y30/00;B82Y40/00
• 代理公司: 北京正理專利代理有限公司 11257
• 代理人: 張文祎;趙曉丹

1.一種長徑比及鈣磷比可控的磷酸鈣納米粉體的制備方法，所述方法是將磷酸鹽或磷酸與鈣鹽進行混合反應制備得到磷酸鈣納米粉體，其特征在于：

所述制備方法的具體步驟如下：

1）將鈣鹽溶解于水中配制鈣鹽水溶液，加入pH調節劑，作為原料A；

通過向反應物中加入pH調節劑，可調控磷酸鈣納米顆粒的一維尺寸為50 nm ~5μm，長徑比為2 ~ 50；

2）將磷酸鹽或磷酸溶解于水中配制磷酸鹽水溶液，作為原料B；

3）通過控制原料A和B的流量比，將原料A、B利用不同方法混合，收集出口產物；

通過控制磷酸鹽或磷酸與鈣鹽的進料比為1.5 ~ 1.67，可調控產物磷酸鈣納米粉體的組成和比例；

4) 所得產物進行后處理，即為磷酸鈣納米粉體；

所述磷酸鈣納米粉體為β-磷酸三鈣和/或羥基磷灰石；

步驟3）中，原料A、B混合方式為：將磷酸鹽溶液和鈣鹽溶液分別置于儲槽中，預熱到反應溫度后，加入到分子混合強化反應器中反應；所述分子混合強化反應器為折流式超重力旋轉床反應器、定轉子超重力旋轉床反應器、旋轉填充床超重力旋轉床反應器、螺旋通道超重力旋轉床反應器或旋轉碟片超重力旋轉床反應器；

當pH調節劑僅為氨水，所制備的產物長徑比為2 ~ 3，一維尺寸為50 ~ 100nm；

當pH調節劑為尿素：氨水=1:3~ 10的混合溶液，以摩爾比計，所制備的產物長徑比為3~ 5，一維尺寸為100 ~ 200nm；

當pH調節劑為尿素：氨水=1:0.5 ~ 2的混合溶液，以摩爾比計，所制備的產物長徑比為5 ~ 10，一維尺寸為200 ~ 500nm；

當pH調節劑為尿素：氨水=3~ 10:1的混合溶液，以摩爾比計，所制備的產物長徑比為10~ 20，一維尺寸為500 ~ 1000nm；

當pH調節劑僅為尿素，所制備的產物長徑比為20 ~ 50，一維尺寸為2 ~5μm。

2.根據權利要求1所述的一種長徑比及鈣磷比可控的磷酸鈣納米粉體的制備方法，其特征在于：所述pH調節劑為尿素和/或氨水，所述pH調節劑的添加量與反應物中鈣離子的摩爾比為1:1 ~ 5。

3.根據權利要求1所述的一種長徑比及鈣磷比可控的磷酸鈣納米粉體的制備方法，其特征在于：

當加入的反應物中(Ca²⁺) : (PO₄^3-) = 1.50時，以摩爾比計，產物全部為β-磷酸三鈣；

當加入的反應物中(Ca²⁺) : (PO₄^3-) = 1.52 ~ 1.54時，以摩爾比計，產物中β-磷酸三鈣：羥基磷灰石= 5~ 3:1；

當加入的反應物中(Ca²⁺) : (PO₄^3-) = 1.54 ~ 1.57時，以摩爾比計，產物中β-磷酸三鈣：羥基磷灰石= 1：0.5 ~ 1；

當加入的反應物中(Ca²⁺) : (PO₄^3-) = 1.58 ~ 1.65時，以摩爾比計，產物中β-磷酸三鈣：羥基磷灰石= 1:3 ~ 5；

當加入的反應物中(Ca²⁺) : (PO₄^3-) = 1.67時，以摩爾比計，產物全部為羥基磷灰石。

4.根據權利要求1所述的一種長徑比及鈣磷比可控的磷酸鈣納米粉體的制備方法，其特征在于：步驟1）中，所述鈣鹽選自下列物質中的一種或幾種：硝酸鈣、氯化鈣、氫氧化鈣；所述鈣鹽水溶液濃度為10 ~ 200g/L；步驟2）中，所述磷酸鹽選自下列物質中的一種或幾種：磷酸氫二銨、磷酸氫銨、磷酸氫二鈉；所述磷酸鹽水溶液濃度為2 ~ 40g/L。

5.根據權利要求1所述的一種長徑比及鈣磷比可控的磷酸鈣納米粉體的制備方法，其特征在于：所述原料A進料速率為0.1 ~ 10 L/min；所述原料B進料速率為0.1 ~ 10L/min；所述原料A、B進料比為1.5 ~ 1.67；所述超重力旋轉床反應器的轉子轉速為1500 ~2500rpm。