[發明專利]一種具備生物抗氧化功能的氧化鈰/氧化鈦異質結薄膜及其制備方法與應用

有效

• 申請號: 202010175946.7
• 申請日: 2020-03-13
• 公開（公告）號: CN113388874B
• 公開（公告）日: 2022-05-10
• 發明（設計）人: 李愷;邵丹丹;謝有桃;劉詩偉;鄭學斌
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海硅酸鹽研究所
• 主分類號: C25D11/26
• 分類號: C25D11/26;C25D5/54;C25D9/04;C25D5/50;A61L27/30;A61L27/54;A61L27/06;B82Y30/00;B82Y40/00
• 代理公司: 上海瀚橋專利代理事務所(普通合伙) 31261
• 代理人: 鄭優麗;牛彥存

1.一種具備生物抗氧化功能的氧化鈰/氧化鈦異質結薄膜，其特征在于，所述氧化鈰/氧化鈦異質結薄膜是指在基材表面原位生長的納米管狀的氧化鈰/氧化鈦異質結薄膜，包括TiO₂納米管和均勻負載于TiO₂納米管表面并與TiO₂納米管之間形成納米異質結構的納米CeO_2-x顆粒，其中0.12≤x≤0.50。

2.根據權利要求1所述的氧化鈰/氧化鈦異質結薄膜，其特征在于，0.15≤x≤0.36。

3.根據權利要求1所述的氧化鈰/氧化鈦異質結薄膜，其特征在于，所述納米CeO_2-x顆粒中Ce³⁺和Ce⁴⁺共存，其中Ce³⁺/（Ce³⁺+ Ce⁴⁺）的比例為25~75%。

4.根據權利要求3所述的氧化鈰/氧化鈦異質結薄膜，其特征在于，Ce³⁺/（Ce³⁺+ Ce⁴⁺）的比例為30~50%。

5.根據權利要求1所述的氧化鈰/氧化鈦異質結薄膜，其特征在于，所述TiO₂納米管為銳鈦礦相TiO₂納米管。

6.根據權利要求1所述的氧化鈰/氧化鈦異質結薄膜，其特征在于，所述氧化鈰/氧化鈦異質結薄膜中，Ce原子的占比為10%，Ti原子的占比為30%，O原子的占比為60%。

7.制備權利要求1至6中任一項所述的具備生物抗氧化功能的氧化鈰/氧化鈦異質結薄膜的方法，其特征在于，包括以下步驟：

通過陽極氧化法在鈦基材表面原位形成TiO₂納米管；

采用電化學沉積法在TiO₂納米管表面負載納米CeO_2-x顆粒以制備異質結薄膜。

8.根據權利要求7所述的方法，其特征在于，對表面負載納米CeO_2-x顆粒的TiO₂納米管進行退火處理以使至少部分TiO₂納米管為銳鈦礦相。

9.根據權利要求8所述的方法，其特征在于，所述退火的氣氛為空氣氣氛或氧氣氣氛，溫度為350~500℃，時間為20~120分鐘。

10.根據權利要求7所述的方法，其特征在于，以金屬鉑片作為陰極，以鈦或鈦合金作為陽極，以氟化銨溶液和丙三醇組成的混合溶液作為電解質溶液進行所述陽極氧化，所述陽極氧化的電壓為10 ~ 30V，氧化時間為15 ~ 60 分鐘。

11.根據權利要求9或10所述的方法，其特征在于，所述電化學沉積法為：以導電金屬鉑片作為對電極，以飽和甘汞電極作為參比電極，以表面原位生長有二氧化鈦納米管的鈦或鈦合金作為工作電極，硝酸鈰溶液作為電解液，采用計時電流法制備異質結薄膜。

12.根據權利要求11所述的方法，其特征在于，采用的電流密度為0.05 ~ 0.08 mA/cm²，電化學沉積時間為15 ~ 60 分鐘。

13.權利要求1至6中任一項所述的具備生物抗氧化功能的氧化鈰/氧化鈦異質結薄膜在制備硬組織修復與替換生物材料中的應用。