[發(fā)明專利]一種雜化羥基磷灰石多孔材料的制備及應用

在審

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• 申請日: 2017-06-04
• 公開（公告）號: CN107185500A
• 公開（公告）日: 2017-09-22
• 發(fā)明（設計）人: 王榮民;張大為;孫康祺;何玉鳳
• 申請（專利權(quán)）人: 西北師范大學
• 主分類號: B01J20/24
• 分類號: B01J20/24;B01J20/30;B01J20/28;C02F1/28;A61K33/42;A61P39/02;C02F101/20
• 代理公司: 蘭州智和專利代理事務所(普通合伙)62201
• 代理人: 張英荷

本發(fā)明公開了一種雜化羥基磷灰石多孔材料的制備方法，本發(fā)明以相對廉價且可食性天然高分子大豆分離蛋白為誘導劑，采用“原位合成?熱處理”兩步法制備的大豆蛋白雜化的羥基磷灰石多孔材料，表面具有大量孔穴，比表面積高，這種結(jié)構(gòu)是理想的吸附、分離材料，對于鉛離子、銅離子等重金屬離子具有很高的去除率。另外，由于雜化羥基磷灰石多孔材料具有很好的生物相容性，因此是一種環(huán)境友好、性能優(yōu)異的功能材料，不但能夠用于生物醫(yī)用材料，而且能夠用于分離、分析檢測、污染物處理等諸多領域。

技術(shù)領域

本發(fā)明涉及一種羥基磷灰石多孔材料，尤其涉及一種雜化羥基磷灰石多孔材料的制備方法；本發(fā)明還涉及該雜化羥基磷灰石多孔材料作為重金屬離子吸附劑，用于重金屬離子的吸附解毒、分離和脫除，屬于復合材料和功能材料技術(shù)領域。

背景技術(shù)

磷灰石是組成人類及動物骨骼的重要礦物成分，也是人類很早認識并使用的一類通過離子鍵結(jié)合的天然無機高分子材料，在不同的生物質(zhì)中，其結(jié)構(gòu)或微量成分略有不同。研究表明：羥基磷灰石（HAP）是脊椎動物骨骼和牙齒的主要無機組成成分，人的牙釉質(zhì)中羥基磷灰石的含量約96%，骨頭中也約占到69%。羥基磷灰石具有優(yōu)良的生物相容性和生物活性，并可作為一種骨骼或牙齒的誘導因子，在口腔保健領域中對牙齒具有較好的再礦化、脫敏以及美白作用。含有HAP材料的牙膏對唾液蛋白、葡聚糖具有強吸附作用，能減少患者口腔的牙菌斑，促進牙齦炎愈合，對齲病、牙周病有較好的防治作用。但是HAP的來源限制了其大量應用。直到20世紀70年代，成功合成具有良好生物相容性的羥基磷灰石后，磷灰石作為人工合成材料被開始深入研究與應用。

合成HAP可以根據(jù)需要制成不同的形態(tài)，如：粉體、涂層、纖維、晶須、薄膜、介孔材料、微球（實心、中空、多孔）材料等，從而可廣泛應用于生物醫(yī)用材料領域。但純粹的HAP材料在使用時存在缺陷，如脆性大、不易加工成型、在生理環(huán)境中的抗疲勞強度不高。為了克服其缺點，人們將HAP與高分子材料復合，制備兼具HAP優(yōu)良生物相容性和高分子材料良好力學性能的無機/有機復合材料。HAP與高分子復合時，高分子的來源對其結(jié)構(gòu)與性能影響較大。合成高分子包括聚酰胺、聚酯、聚乙烯醇等，其具有良好的可塑性和力學性能，但生物活性不及天然高分子。HAP可與天然高分子有效復合，如：纖維素、淀粉、甲殼素、殼聚糖（CN104031288A）、海藻酸（CN104189953A）、肝素、蛋白（CN105597153A、CN104941005A、CN104043149A、CN106176281A）、明膠（CN105641801A）等，制備成膜、支架、骨水泥、納米微球等不同形態(tài)的復合材料，其特點是具有良好的生物相容性，在人體液中可逐漸降解并被吸收。

HAP不但能夠用于生物醫(yī)用材料，而且能夠用于分離、分析檢測、污染物處理等諸多領域，如：HAP柱色譜被認為是生物大分子分離提純領域最有效的技術(shù)之一。這是由于HAP具有良好的離子交換性能，對大多數(shù)重金屬離子，陰離子及有機污染物具有良好的吸附固定作用。且環(huán)境的協(xié)調(diào)性較好，在環(huán)境中分解后的產(chǎn)物鈣和磷，可被植物吸收，不會造成二次污染，從而成為一種新型環(huán)境友好型功能材料，可用于污染土壤的修復、水體的治理等。因此，如何制備具有特定結(jié)構(gòu)、形貌，并擁有特殊功能的HAP材料是相關學科前沿領域之一。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的是提供一種雜化羥基磷灰石多孔材料的制備方法；

本發(fā)明另一目的是提供一種雜化羥基磷灰石多孔材料作為重金屬離子吸附劑，應用于重金屬離子的解毒、分離和脫除。

一、雜化羥基磷灰石多孔材料的制備

以相對廉價且可食性天然高分子大豆分離蛋白為誘導劑，采用兩步法：即“原位合成-熱處理”制備大豆蛋白雜化羥基磷灰石多孔材料。具體制備工藝如下：