一种利用晶种合成大比表面积羟基磷灰石的方法技术

一种利用晶种合成大比表面积羟基磷灰石的方法，包括以下步骤：晶种的制备：首先将金属盐溶解于溶剂中，得到金属盐溶液；然后向金属盐溶液中加入沉淀剂得到晶种的悬浊液C；羟基磷灰石的制备：先将钙盐溶解于溶剂中，并用碱调节pH值范围为3～14，得到金属前体溶液A；将磷酸盐溶解于溶剂中并用碱调节pH值范围为3～14，得到金属前体溶液B。然后将金属前体溶液A和金属前体溶液B加入到上述悬浊液C中得到混合物D；然后将混合物D加热搅拌反应，再老化、过滤、洗涤、干燥、焙烧后即得到复合羟基磷灰石。本发明专利技术所采用的方法是在晶种生成后进行的羟基磷灰石后沉淀，能够使得羟基磷灰石的形貌以及尺寸发生明显的变化。及尺寸发生明显的变化。及尺寸发生明显的变化。

【技术实现步骤摘要】
一种利用晶种合成大比表面积羟基磷灰石的方法


[0001]本专利技术涉及无机材料制备
，尤其是涉及一种利用晶种合成大比表面积羟基磷灰石的制备方法。

技术介绍

[0002]羟基磷灰石分子式为Ca
10
(PO4)6(OH)2，简称HA或HAP。羟基磷灰石是一种碱式磷酸盐同时也是人体与动物骨骼、牙齿中重要的无机矿物成分，并且是一种较好的功能材料。其由于羟基磷灰石具有多种形态和灵活的结构，良好的生物相容性，优异的化学与热稳定性，极佳的离子交换能力，可调节的表面酸碱性质并且无毒无害，这种特殊的性质使得羟基磷灰石拥有广泛的应用前景。人工合成的羟基磷灰石具有良好的生物相容性和生物活性，可应用于硬组织的修复材料、药物载体以及对肿瘤细胞的治疗等医学方面；羟基磷灰石独特的化学组成和空旷的格架结构，使其具有很强的离子交换能力，可以去除土壤中和废水中的重金属离子，是一种新型的环境功能材料；羟基磷灰石自身能够提供晶格氧，可被作为催化剂载体广泛的用于各类物质的氧化还原反应中。
[0003]现如今，羟基磷灰石的制备方法可以归纳为干法制备与湿法制备。干法制备就是固相反应法，该法制备的羟基磷灰石粉末颗粒粗大且外形不规整，含有杂质相，耗能也较大，因此该法不能被广泛的应用。湿法制备主要包括化学沉淀法、水热合成法、溶胶
‑
凝胶法和微乳液法等，其优点为设备简单易操作、原料易于获得、产物纯度高、均匀性好。研究数据表明，湿法制备将会是最有前景的合成羟基磷灰石的方法。
[0004]为了进一步的拓展羟基磷灰石的应用范围，可以对羟基磷灰石进行改性，例如表面改性或者掺杂技术。表面改性则是利用表面活性剂、高分子共聚接枝、胶囊化对羟基磷灰石表面改性；掺杂技术则是通过离子掺杂进入HAP从而提高表面离子交换和吸附能力。但对于掺杂技术而言，在羟基磷灰石中仅仅是Ca
2+
部分被Mg
2+
类质同象取代。
[0005]本专利技术提供一种新的羟基磷灰石制备方法，利用晶种合成大比表面积复合羟基磷灰石，以提高其羟基磷灰石的各种性能。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是用晶种合成大比表面积复合羟基磷灰石以提高其羟基磷灰石的各种性能。由于本专利技术中所采用的方法是在晶种生成后进行的羟基磷灰石后沉淀，能够使得羟基磷灰石的形貌以及尺寸发生明显的变化。
[0007]本专利技术技术方案如下：
[0008]一种利用晶种合成大比表面积羟基磷灰石的方法，包括以下步骤：
[0009](1)晶种的制备：
[0010]步骤一、将金属盐溶解于溶剂中，得到金属盐溶液；
[0011]步骤二、向金属盐溶液中加入沉淀剂得到晶种的悬浊液C；
[0012](2)羟基磷灰石的制备：
[0013]步骤三、将钙盐溶解于溶剂中，并用碱调节pH值范围为3～14，得到金属前体溶液A；
[0014]步骤四、将磷酸盐溶解于溶剂中并用碱调节pH值范围为3～14，得到金属前体溶液B。
[0015]步骤五、将金属前体溶液A和金属前体溶液B加入到步骤二的悬浊液C中得到混合物D；
[0016]步骤六、将混合物D加热搅拌反应，使钙源和磷酸根在晶种上生长形成羟基磷灰石；
[0017]步骤七、将步骤六所得混合物老化、过滤、洗涤、干燥、焙烧后即得到复合羟基磷灰石。
[0018]进一步的，本专利技术包括以下具体步骤：
[0019](1)晶种的制备：
[0020]步骤一、将金属盐溶解于溶剂中，得到浓度为0.002～1mol/L的金属盐溶液；
[0021]步骤二、将金属盐溶液逐滴加入沉淀剂中，调节PH值范围为8～12，搅拌后得到晶种的悬浊液C；
[0022](2)羟基磷灰石的制备：
[0023]步骤三、将钙盐溶解于溶剂中配成0.2～1mol/L的溶液，并用碱调节pH值范围为9～11，得到金属前体溶液A；
[0024]步骤四、将磷酸盐溶解于溶剂中并用碱调节pH值范围为9～11，得到金属前体溶液B。
[0025]步骤五、将金属前体溶液A和金属前体溶液B以4.5～5.5mL/分的滴速加入到步骤二的悬浊液C中得到混合物D；
[0026]步骤六、将混合物D在0～200℃下加热搅拌反应，使钙盐和磷酸根在晶种上生长形成羟基磷灰石；
[0027]步骤七、将步骤六所得混合物老化、过滤、洗涤、干燥、焙烧后即得到复合羟基磷灰石，其中，所述干燥温度范围为
‑
50～300℃，所述焙烧温度范围为100～1200℃。
[0028]进一步的，所述步骤五中钙盐与磷酸盐的加入量按钙与磷的摩尔比为1.5～1.8。
[0029]进一步的，所述步骤六中将混合物D置于恒温水浴锅中，80～95℃下800～1200转/分搅拌1.5～2.5小时。
[0030]进一步的，所述步骤七中混合物室温老化10～15小时后，将混合物转移至布氏漏斗中抽滤、洗涤，获得的滤饼转移至真空干燥箱中，在70～90℃下干燥9～12小时，最后在炉中以5℃/分的升温速率升至400℃并焙烧5小时，即得羟基磷灰石。
[0031]如上所述的一种利用晶种合成大比表面积羟基磷灰石的方法，所述金属盐离子为Mg、Al、Ca、Ba、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ru、Rh、Pd、Ag、Cd、In、Sn、Os、Ir、Pt、Au、Pb、Bi、La、Ce、Pr、Nd中的一种或两种以上的组合。
[0032]如上所述的一种利用晶种合成大比表面积羟基磷灰石的方法，所述溶剂为水、甲醇、乙醇、乙酸乙酯、氯仿、乙腈、二氯甲烷、三氯甲烷、丙酮、乙醚、三乙胺、吡啶、乙二胺、乙酸、氯苯、甘油、乙二醇、三氯乙酸中的一种或两种以上的组合。
[0033]如上所述的一种利用晶种合成大比表面积羟基磷灰石的方法，所述沉淀剂为氢氧
化钠、氢氧化钾、氢氧化钙、氨水、尿素、碳酸钠、碳酸钾、碳酸铵、碳酸氢钠、碳酸氢钾、碳酸氢铵、甲胺、乙胺、乙醇胺、二甲胺、三甲胺、二乙胺、三乙胺、三乙烯二胺、丙胺、异丙胺、1,3
‑
丙二胺、1,2
‑
丙二胺、三丙胺、三乙醇胺、丁胺、异丁胺、叔丁胺、己胺、辛胺、苯胺、苄胺、环己胺、吡啶、六亚甲基四胺、邻甲苯胺、间甲苯胺、对甲苯胺、二苯胺、联苯胺、N,N
‑
二异丙基乙基胺、四甲基乙二胺中的一种或两种以上的组合。
[0034]如上所述的一种利用晶种合成大比表面积羟基磷灰石的方法，钙源为碳酸氢钙、硝酸钙、氯化钙、葡萄糖酸钙、磷酸氢钙、磷酸钙、乳酸钙、氟化钙、溴化钙、碘化钙、次氯酸钙、高氯酸钙、乙二胺四乙酸钙中的一种或两种以上的组合。
[0035]如上所述的一种利用晶种合成大比表面积羟基磷灰石的方法，磷酸根盐为磷酸氢二铵、磷酸二氢铵、磷酸二氢钠、磷酸氢二钠、磷酸氢二钾、磷酸二氢钾、磷酸钠、磷酸钾、磷酸二氢钙、磷酸氢二钙、磷酸三钙、重过磷酸钙、磷酸中的一种或两种以上的组合。
[0036]本专利技术的有本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用晶种合成大比表面积羟基磷灰石的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)晶种的制备：步骤一、将金属盐溶解于溶剂中，得到金属盐溶液；步骤二、向金属盐溶液中加入沉淀剂得到晶种的悬浊液C；(2)羟基磷灰石的制备：步骤三、将钙盐溶解于溶剂中，并用碱调节pH值范围为3～14，得到金属前体溶液A；步骤四、将磷酸盐溶解于溶剂中并用碱调节pH值范围为3～14，得到金属前体溶液B。步骤五、将金属前体溶液A和金属前体溶液B加入到步骤二的悬浊液C中得到混合物D；步骤六、将混合物D加热搅拌反应，使钙源和磷酸根在晶种上生长形成羟基磷灰石；步骤七、将步骤六所得混合物老化、过滤、洗涤、干燥、焙烧后即得到复合羟基磷灰石。2.根据权利要求1所述的一种利用晶种合成大比表面积羟基磷灰石的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)晶种的制备：步骤一、将金属盐溶解于溶剂中，得到浓度为0.002～1mol/L的金属盐溶液；步骤二、将金属盐溶液逐滴加入沉淀剂中，调节PH值范围为8～12，搅拌后得到晶种的悬浊液C；(2)羟基磷灰石的制备：步骤三、将钙盐溶解于溶剂中配成0.2～1mol/L的溶液，并用碱调节pH值范围为9～11，得到金属前体溶液A；步骤四、将磷酸盐溶解于溶剂中并用碱调节pH值范围为9～11，得到金属前体溶液B。步骤五、将金属前体溶液A和金属前体溶液B以4.5～5.5mL/分的滴速加入到步骤二的悬浊液C中得到混合物D；步骤六、将混合物D在0～200℃下加热搅拌反应，使钙盐和磷酸根在晶种上生长形成羟基磷灰石；步骤七、将步骤六所得混合物老化、过滤、洗涤、干燥、焙烧后即得到复合羟基磷灰石，其中，所述干燥温度范围为
‑
50～300℃，所述焙烧温度范围为100～1200℃。3.根据权利要求2所述的一种利用晶种合成大比表面积羟基磷灰石的方法，其特征在于，所述步骤五中钙盐与磷酸盐的加入量按钙与磷的摩尔比为1.5～1.8。4.根据权利要求2所述的一种利用晶种合成大比表面积羟基磷灰石的方法，其特征在于，所述步骤六中将混合物D置于恒温水浴锅中，80～95℃下800～1200转/分搅拌1.5～2.5小时。5.根据权利要求2所述的一种利用晶种合成大比表面积羟基磷灰石的方法，其特征在于，所述步骤七中混合物室温老化10～15小时后，将混合物转移至布氏漏斗中抽...

【专利技术属性】
技术研发人员：张兆顺，姚森，孙庆义，李俊，李兴宇，杜芬芬，
申请(专利权)人：曲阜良友食品有限公司，
类型：发明
国别省市：