[發(fā)明專利]一種硼、釤共摻雜羥基磷灰石光致發(fā)光材料的制備方法

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• 申請日: 2017-03-24
• 公開（公告）號: CN106966376A
• 公開（公告）日: 2017-07-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 喬蔭頗;李明陽;張攀;周沁;殷海榮;楊晨
• 申請（專利權(quán)）人: 陜西科技大學
• 主分類號: C01B25/32
• 分類號: C01B25/32;C09K11/71
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司61200
• 代理人: 齊書田

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于熒光材料制備技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種光致發(fā)光材料的制備方法，具體涉及一種硼、釤共摻雜羥基磷灰石光致發(fā)光材料的制備方法。

背景技術(shù)

隨著人類對于生物材料的需要增加，最近幾年里全世界對于生命科學的研究飛速發(fā)展，如何用熒光材料制作生物探針成為重點研究的方向之一。目前，關(guān)于將羥基磷灰石作為摻雜載體，稀土離子對其進行熒光摻雜的研究已有不少相關(guān)的報道。羥基磷灰石(HAp)是動物骨骼和牙齒重要的無機組成成分，因為其所具有的優(yōu)良生物相容性和生物活性而被廣泛地應用于生物醫(yī)學領(lǐng)域里。

關(guān)于羥基磷灰石的制備方法，全世界范圍內(nèi)都已經(jīng)有過大量的研究。最常用的傳統(tǒng)制備方法有化學沉淀法、溶膠-凝膠法等，除此之外，近些年來，人們還改革創(chuàng)新出了一些新的制備方法如快速均勻沉淀法，微乳液法等。傳統(tǒng)的制備方法反應條件相對簡單，但設(shè)備儀器會比較復雜，得到的顆粒難以十分均勻，不能適用于大量制備，而新的方法儀器相對簡單，制備周期得到了縮短，但成本有時難以控制。

溶膠-凝膠法是一種常用的制備超細粉體的方法，它的優(yōu)點是反應組成易控制，反應溫度比較低，反應設(shè)備相對簡單，但它的缺點是，在制備羥基磷灰石的過程中，制得膠體的重復性很低，膠體通常不均勻，顆粒尺寸分布寬，同時制備成本也比較高。微乳液法所使用的裝置簡單易得，操作方法簡單，但缺點是較難制備合適的微乳液，表面活性劑及顆粒表面的油相也都不容易清除。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種硼、釤共摻雜羥基磷灰石光致發(fā)光材料的制備方法，以克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明操作簡單，并且能保持羥基磷灰石的基本性能，可以應用在生物熒光探針的制造上，滿足臨床上的應用。

為達到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種硼、釤共摻雜羥基磷灰石光致發(fā)光材料的制備方法，包括以下步驟：

(1)向四水硝酸鈣和硝酸釤中加入蒸餾水溶解，然后稱取磷酸氫二銨并加入，加熱攪拌得到溶液A；

(2)將氫氧化鈉溶液逐滴滴加到溶液A中，一邊滴加一邊攪拌，調(diào)節(jié)溶液的pH值達到14，得到溶液B；

(3)將硼酸用蒸餾水溶解后加入溶液B中攪拌均勻，控制摩爾比(Ca²⁺+Sm³⁺+B³⁺)/P＝1.67，然后密封后在80℃下靜置陳化得到溶液C；

(4)將溶液C自然降溫至室溫，然后進行抽濾得到濾餅，將濾餅烘干后研磨，得到羥基磷灰石粉末；

(5)取羥基磷灰石粉末放到氧化鋁磁舟中，熱處理保溫后隨爐冷卻到室溫，得到硼、釤共摻雜羥基磷灰石光致發(fā)光材料。

進一步地，步驟(1)中加熱攪拌的溫度為80℃，時間為2h。

進一步地，步驟(2)中氫氧化鈉溶液的濃度為10mol/L。

進一步地，步驟(3)中攪拌時間為2h。

進一步地，步驟(3)中陳化時間為24h。

進一步地，步驟(4)中抽濾的同時用蒸餾水對濾餅進行沖洗，沖洗次數(shù)為3-5次。

進一步地，步驟(4)中烘干溫度為80℃。

進一步地，步驟(5)中在800℃下熱處理2小時。

進一步地，硼、釤共摻雜羥基磷灰石光致發(fā)光材料中釤摻雜量的摩爾百分比為0.3％。

進一步地，硼、釤共摻雜羥基磷灰石光致發(fā)光材料中硼摻雜量的摩爾百分比為0.1～1％。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益的技術(shù)效果：

本發(fā)明引入了硼離子，可以提高該材料的生物相容性，同時控制了硼的引入量，對人體無毒無害；通過對比實驗得知，在稀土離子摻雜量相同的情況下，由于硼離子的半徑較鈣離子較小，可以引起晶格畸變，使得稀土離子的發(fā)光效率提高，增強稀土離子的發(fā)光強度，提高稀土離子的使用效率；本發(fā)明的制備條件簡單，所需要的工序少，且制備成本低。

另外，Sm³⁺在激發(fā)狀態(tài)下具有強烈的特征發(fā)光，Sm³⁺具有較好的光化學穩(wěn)定性，此外，由于Sm³⁺的離子半徑與Ca²⁺的比較接近，所以Sm³⁺容易替代羥基磷灰石中的Ca²⁺，并且這個系統(tǒng)中的生物毒性也相對較小。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例中的B、Sm摻雜羥基磷灰石XRD圖。

圖2為本發(fā)明實施例中的羥基磷灰石樣品的紅外光譜圖。