CN102431986A - 一种羟基磷灰石纳米纤维的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种羟基磷灰石纳米纤维的制备方法，是(1)以Ca(NO3)2·4H2O与(NH4)2HPO4为原料，加入一定量的氨水，利用化学沉淀法进行反应；(2)加入一定量的CTAB；(3)将反应后的沉淀在室温下陈化；(4)抽滤；(5)干燥并研磨，得羟基磷灰石纳米纤维。本发明方法工艺简单，操作安全，成本较低，产率较高，制备出来的羟基磷灰石纳米纤维为单晶，其直径在10-50纳米左右，长度在200-1000纳米左右，基本达到或满足临床要求。

Description

一种羟基磷灰石纳米纤维的制备方法
技术领域
本发明涉及一种羟基磷灰石纳米纤维的制备方法，尤其涉及一种以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为模板制备羟基磷灰石纳米纤维的方法。
背景技术
羟基磷灰石是人体骨骼和牙齿的重要组成成分，具有良好的生物活性和生物相容性。故羟基磷灰石经常应用于生物医学领域，如作为骨替代和骨修复材料。然而，纯羟基磷灰石本身脆性大，抗弯性能差，故不能直接作为骨替代材料。很多学者研究了各种增强增韧材料来提高羟基磷灰石的韧性，例如高分子材料，金属间化合物等，但是这些材料都或多或少有一定的应用局限性。羟基磷灰石的自增韧方法近来得到本领域的重视，众所周知，增韧的方式主要包括颗粒增韧，晶须增韧，纤维增韧。然而，合成具有增强增韧的羟基磷灰石纳米纤维有很大的困难，以往的研究尚未找到一种简单方便的合成路线，常规的化学方法合成的羟基磷灰石为短棒状结构，难以完全达到或满足临床要求。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种成本较低，工艺稳定，操作简单，生产效率高的以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为模板制备羟基磷灰石纳米纤维的方法。
本发明所述羟基磷灰石纳米纤维的制备方法，步骤是：
(1)以Ca(NO3)2·4H2O与(NH4)2HPO4为原料，加入一定量的氨水，利用化学沉淀法进行反应；(2)加入一定量的CTAB；(3)将反应后的沉淀在室温下陈化；(4)抽滤；(5)干燥并研磨，得羟基磷灰石纳米纤维；
其特征在于：
步骤(1)所述Ca(NO3)2·4H2O浓度为1.8mol/l，所述(NH4)2HPO4浓度为1.1mol/l；首先将Ca(NO3)2·4H2O加入到三孔烧瓶中，然后在常温下将(NH4)2HPO4加入到分液漏斗中并逐滴滴加与Ca(NO3)2·4H2O混合，最后加入10-60ml氨水；利用化学沉淀法在60～90℃下反应1～3小时；
步骤(2)所述CTAB加入的质量为0.4g-5g；
步骤(3)所述陈化是用保鲜膜密封，在室温下陈化24～30小时；
步骤(5)所述干燥温度是100℃，干燥时间为10～15小时。
上述羟基磷灰石纳米纤维的制备方法中：步骤(1)所述氨水的加入量优选为20～40ml，最优选30ml。
上述羟基磷灰石纳米纤维的制备方法中：步骤(1)所述化学沉淀法的反应温度优选为80～90℃，最优选90℃。
上述羟基磷灰石纳米纤维的制备方法中：步骤(2)所述CTAB加入的质量优选为3～5g，最优选4g。
上述羟基磷灰石纳米纤维的制备方法中：步骤(3)所述陈化时间优选为24～27小时，最优选24小时。
本发明的有益效果在于：使用的设备简单而且安全性好，原材料方便易得，而且成本较低，制备工艺稳定，操作处理简单，生产效率高。得到的产物羟基磷灰石纳米纤维直径在10-50nm左右，长度在200-1000nm左右，而常规化学沉淀法只能合成短棒状羟基磷灰石，其直径在20纳米左右，长度在150纳米左右，显然本发明方法制备的羟基磷灰石纳米纤维更能达到或满足临床要求。
附图说明
图1为纳米羟基磷灰石粉体XRD图：(a)，(b)，(c)分别加入0.45g，1.80g，4.00g CTAB时所得到的羟基磷灰石纳米纤维的X-射线衍射图(XRD图)；从图中可以看出，所得到的物相为羟基磷灰石相，基本无其他杂质相。
图2为不同配比下的羟基磷灰石纳米纤维的TEM图：(a)，(b)，(c)分别为加入0.45g，1.80g，4.00g CTAB时所得到的羟基磷灰石纳米纤维的透射电镜(TEM)图；从图中可以得到，在0.45g-4.00g的范围内，随着CTAB添加量的增加，所得到羟基磷灰石纳米纤维直径和长度都有增加，但直径增加不大，长度增加量较大。加入0.45g CTAB时所得到的羟基磷灰石纳米纤维，其直径约为20nm左右，长度约为200nm左右；加入1.80g CTAB时所得到的羟基磷灰石纳米纤维，其直径约为20nm左右，长度约为600nm左右；加入3.00gCTAB时所得到的羟基磷灰石纳米纤维，其直径约为30nm左右，长度约为900nm左右。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明，但本发明保护内容不仅限于此。
实施例1
(1)、以1.8mol/l Ca(NO3)2·4H2O与1.1mol/l(NH4)2HPO4为原料，首先将Ca(NO3)2·4H2O加入到三孔烧瓶中，然后在常温下将(NH4)2HPO4加入到分液漏斗中并逐滴滴加与Ca(NO3)2·4H2O混合，最后加入20ml的氨水，利用化学沉淀法进行反应，反应温度是70℃，反应时间是3小时；
(2)、加入0.45g的CTAB；
(3)、将反应后的沉淀在室温下陈化24小时；
(4)、抽滤；
(5)、干燥并研磨，干燥温度是100℃，干燥时间10小时，得羟基磷灰石纳米纤维。
实施例2
(1)、以1.8mol/l Ca(NO3)2·4H2O与1.1mol/l(NH4)2HPO4为原料，首先将Ca(NO3)2·4H2O加入到三孔烧瓶中，然后在常温下将(NH4)2HPO4加入到分液漏斗中并逐滴滴加与Ca(NO3)2·4H2O混合，最后加入30ml的氨水，利用化学沉淀法进行反应，反应温度是90℃，反应时间是3小时；
(2)、加入1.80g的CTAB，反应时间为20分钟；
(3)、将反应后的沉淀在室温下陈化24小时；
(4)、抽滤；
(5)、干燥并研磨，干燥温度是100℃，干燥时间10小时，得羟基磷灰石纳米纤维。
实施例3
(1)、以1.8mol/l Ca(NO3)2·4H2O与1.1mol/l(NH4)2HPO4为原料，首先将Ca(NO3)2·4H2O加入到三孔烧瓶中，然后在常温下将(NH4)2HPO4加入到分液漏斗中并逐滴滴加与Ca(NO3)2·4H2O混合，最后加入30ml的氨水，利用化学沉淀法进行反应，反应温度是90℃，反应时间是3小时；
(2)、加入4.00g的CTAB，反应时间为20分钟；
(3)、将反应后的沉淀在室温下陈化30小时；
(4)、抽滤；
(5)、干燥并研磨，干燥温度是100℃，干燥时间10小时，得羟基磷灰石纳米纤维。

Claims (5)

1.一种羟基磷灰石纳米纤维的制备方法，步骤是：
(1)以Ca(NO3)2·4H2O与(NH4)2HPO4为原料，加入一定量的氨水，利用化学沉淀法进行反应；(2)加入一定量的CTAB；(3)将反应后的沉淀在室温下陈化；(4)抽滤；(5)干燥并研磨，得羟基磷灰石纳米纤维；
其特征在于：
步骤(1)所述Ca(NO3)2·4H2O浓度为1.8mol/l，所述(NH4)2HPO4浓度为1.1mol/l；首先将Ca(NO3)2·4H2O加入到三孔烧瓶中，然后在常温下将(NH4)2HPO4加入到分液漏斗中并逐滴滴加与Ca(NO3)2·4H2O混合，最后加入10-60ml氨水；利用化学沉淀法在60～90℃下反应1～3小时；
步骤(2)所述CTAB加入的质量为0.4g-5g；
步骤(3)所述陈化是用保鲜膜密封，在室温下陈化24～30小时；
步骤(5)所述干燥温度是100℃，干燥时间为10～15小时。
2.如权利要求1所述羟基磷灰石纳米纤维的制备方法，其特征在于：步骤(1)所述氨水的加入量为20～40ml。
3.如权利要求1所述羟基磷灰石纳米纤维的制备方法，其特征在于：步骤(1)所述化学沉淀法的反应温度为80～90℃。
4.如权利要求1所述羟基磷灰石纳米纤维的制备方法，其特征在于：步骤(2)所述CTAB加入的质量为3～5g。
5.如权利要求1所述羟基磷灰石纳米纤维的制备方法，其特征在于：步骤(3)所述陈化时间为24小时。
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