[发明专利]一种纳米羟基磷灰石的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及羟基磷灰石，尤其是涉及高比表面积、高孔径的一种纳米羟基磷灰石的制备方法。

背景技术

羟基磷灰石(Hydroxyapatite，缩写HAp)在自然界和生物体内广泛存在，具有良好的生物相容性、生物活性、化学稳定性和固体碱性，广泛地应用在生物医学、组织工程、药物控释、催化、材料等诸多领域，因此高纯度、热稳定、尤其是高比表面积和高孔容的纳米级羟基磷灰石的开发研究具有极其重要的意义。

目前，羟基磷灰石的制备方法主要有固相反应法、水热法、溶胶-凝胶法、沉淀法、微乳液法等，如公开号为CN86108700、CN1760121、CN100999313、CN101486452、CN102491299A、CN102431986A、CN101880034A等中国专利公开了这些方法。这些方法在制备条件、能耗、产品质量上各有优缺点。

制备羟基磷灰石可使用可溶性的钙盐、含钙物或生物质钙源，如公开号为CN1903706、CN101205058、CN101254909等的中国专利采用硝酸钙作为钙源制备HAp；公开号为CN1161305、CN1631773的中国专利分别采用珊瑚礁石、贝壳为钙源，制备出粒径20～100nm的羟基磷灰石；公开号为CN100999313的中国专利采用含钙玻璃制备出粒径100nm中空羟基磷灰石颗粒；公开号为CN102070131A的中国专利以蛋壳为原料，磷酸钙为反应剂，采用煅烧合成工艺，可简单快速地制备羟基磷灰石粉体材料。邹建陵、董春华和张洪滨等人（邹建陵、匡云飞、李毅,多孔经基磷灰石生物材料的制备,衡阳师范学院学报(自然科学),2003,24(6):48–49；董春华、王东杰、张永霞,废弃蛋壳微波合成羟基磷灰石,化学工业,2010,15:129–131；张洪滨、冯莉、戚冬伟、徐卫华,羟基磷灰石除氟性能研究,中国农村水利水电,2011,3:149–155；胡恋、陈朝猛、谢水波,羟基磷灰石生物活性材料处理重金属废水的机理及效果研究,南华大学学报(自然科学版),2005,19:28–33.）以废弃蛋壳为原料，分别通过水热法、微波法、煅烧法、化学沉淀法合成了羟基磷灰石。

高比表面积和高孔径的纳米级HAp在医药、吸附和催化等领域有着巨大的应用前景，上述方法尚没有考虑到其对Hap材料比表面积和孔径结构的影响（更多的是考虑材料的纯度和颗粒的大小），且目前传统的水热法制备的羟基磷灰石比表面积很小，约为26-80m²/g。在反应时利用添加剂的方法来提高Hap材料比表面积，国外已经有一些探索，比如Lim等（Lim GK,Wang J,Ng SC,Gan LM.Formation of nanocrystalline hydroxyapatite in nonionic surfactant emulsions,Langmuir1999;15:7472-7477）使用表面活性剂制得的羟基磷灰石的比表面积约为7～75m²/g。Bose等(Bose S,Saha S K.Synthesis and Characterization of Hydroxyapatite Nanopowders by Emulsion Technique,Chem Mater,2003,15(23):4464-4469)采用模板法制备的羟基磷灰石的比表面积可达130m²/g，粒径为30～50nm，但该反应周期和陈化时间长。

高效的、工艺简单的、获取高比表面积和优势孔结构的纳米级Hap材料的技术有待进一步开发。

发明内容

本发明的目的在于提供工艺简单，反应过程无需任何添加剂，无副产物，可以常温合成，产品稳定温度高、比表面积和孔容高的一种纳米羟基磷灰石的制备方法。

本发明以含钙物为钙源，以磷酸为磷源，在一定的温度和搅拌速度下，磷酸以一定的速度滴加到含钙化合物悬浮液中进行反应，然后过滤、洗涤和干燥，得到白色粉体。该粉体为高比表面积和高孔容的纳米级棒状HAp，其XRD谱与标准卡片(ICSD-PDF2:01-073-0293)对应非常好，比表面积64.23～284.05m²/g，孔容0.35～1.39cm³/g，孔径可达约16.77～31.10nm，晶粒度约6.67nm～28.25nm，热稳定温度可达到700℃。

本发明所述纳米羟基磷灰石的制备方法，包括以下步骤：

1）称取钙源，加入蒸馏水，搅拌分散，得到Ca(OH)₂悬浮液；