CN106698380B - 一种利用贝壳制备的羟基磷灰石及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种利用贝壳制备的羟基磷灰石及其制备方法，以月桂酰肌氨酸钠与十六烷基三甲基溴化铵为有机模板，以贝壳粉和磷酸盐为前驱体，通过化学沉淀法合成多孔空心的羟基磷灰石微球，通过调整模板浓度，可以调控羟基磷灰石形貌，合成的羟基磷灰石微球形貌特殊，比表面积大，合成方法简单，使得其在催化剂吸附以及药物缓释载体方面具有很大的应用潜力。

Description

一种利用贝壳制备的羟基磷灰石及其制备方法
技术领域
本发明属于羟基磷灰石制备技术，具体涉及一种利用贝壳制备的羟基磷灰石及其制备方法。
背景技术
羟基磷灰石(HA)是骨和牙齿硬组织中主要的无机成分，是热力学最稳定的磷酸钙，具有很好的化学稳定性，与许多药物或蛋白都不起反应，同时HA又有极强的吸附能力，因此在催化剂载体、生物分离介质、 重金属吸附分离介质和药物缓释载体等领域受到广泛的关注。研究者发现，HA微球具有其他不规则形态的HA所不具备的良好性能，比如流动性好、质量轻、堆积密度大、强度高、注射性能良好、不易团聚、填充到复合材料中不易引起应力集中等优点，已经在药物载体、骨修复材料、生物分离介质、环境保护和色谱分离上有着广泛的应用。
已有研究表明，多孔羟基磷灰石装载难溶性药物可提高药物溶出速率和口服生物利用度，将抗生素、抗炎止痛药、抗肿瘤药等小分子药物制成以HA为骨架材料的微球、植入剂、支架等，可使患处获得一定时间的持续有效药物浓度，降低了其它部位的药物浓度。本发明以月桂酰肌氨酸钠与十六烷基三甲基溴化铵为有机模板通过化学沉淀法合成多孔空心的羟基磷灰石微球，其形貌特殊，比表面积大，合成方法简单。
发明内容
本发明的目的在于，以贝壳粉和磷酸盐为前驱体，以月桂酰肌氨酸钠与十六烷基三甲基溴化铵为有机模板，首次采用化学沉淀法合成了多孔中空的HA微球，球体直径达1微米，比表面积大，具有产品分离吸附以及载药应用价值。
为实现本发明的目的，采用如下技术方案：
一种利用贝壳制备的羟基磷灰石，其是一种粉末状状羟基磷灰石，微球直径为0.8-1.5μm。
所述的羟基磷灰石的制备方法，具体步骤如下：
（1）将贝壳清洗干净后在50~70℃条件下烘干，粉磨成粒度为200~400目的粉末；
（2）将贝壳粉溶于浓度为0.1g/mL 的稀醋酸中，反应1~2h，离心后取上清液，去离子水稀释至50~100mL；
（3）将有机模板水溶液与磷酸盐混合搅拌1h；
（4）将步骤（3）混合液以10-20滴/min的滴加速度滴入步骤（2）溶液中，滴加过程不断搅拌，最后用氨水调节pH=10；
（5）将步骤（4）最后得到的产物置于37℃水浴锅中静置48h；
（6）取出步骤（5）样品进行离心，并用无水乙醇进行洗涤，最后置于50℃烘箱中干燥。
其中磷酸盐为磷酸氢二铵或磷酸铵。
其中贝壳粉与磷酸盐按照钙磷原子比为1.67混合；
其中按质量比计，贝壳粉：稀醋酸=1:20；
其中有机模板水溶液为月桂酰肌氨酸钠与十六烷基三甲基溴化铵按摩尔比1-3:1混合配成质量分数为3-7%的水溶液。
本发明与现有技术比较具有以下优点：
（1）本发明可以通过控制模板剂浓度，即通过调整月桂酰肌氨酸钠与十六烷基三甲基溴化铵的摩尔比，来控制羟基磷灰石的形貌，在月桂酰肌氨酸钠与十六烷基三甲基溴化铵的摩尔比为2:1，且模板剂添加的质量分数为5%，可以获得直径为1微米，形貌较为规整的微球。
（2）本发明采用的模板剂无毒副作用，而且容易通过无水乙醇以及蒸馏水洗涤或者低温煅烧去除。
（3）本发明通过简单地化学沉淀法，合成由短棒状HA晶粒自组装成的中空HA微球，其形貌特殊，比表面积大，在催化剂吸附以及药物缓释载体方面具有很大的应用潜力。
（4）本发明以贝壳为原料，对其贝壳的前处理简单，实现了贝壳的资源化利用，所用原料廉价易得，制备条件温和。
附图说明
图1 是实施例1-3制备的羟基磷灰石的XRD图。
图2a是不添加有机模板剂合成，其它合成条件不变下制得的HA的TEM图。
图2b是在以月桂酰肌氨酸钠与十六烷基三甲基溴化铵按摩尔比0.5:1配成质量分数为5%水溶液为模板剂，其它合成条件不变下制得的HA的TEM图。
图2c为实施例2制得的HA的TEM图。
具体实施方式
为进一步公开而不是限制本发明，以下结合实例对本发明作进一步的详细说明。
实施例1
（1）将贝壳清洗干净后在50℃条件下烘干，粉磨成粒度为200目的粉末；
（2）将10g贝壳粉溶于200g 浓度为0.1g/mL的稀醋酸中，反应1h，离心后取上清液，去离子水稀释至50mL；
（3）将有机模板水溶液与磷酸氢二铵混合搅拌1h；
（4）将步骤（3）混合液以10滴/min的滴加速度滴入步骤（2）溶液中，滴加过程不断搅拌，最后用氨水调节pH=10；
（5）将步骤（4）最后得到的产物置于37℃水浴锅中静置48h，
（6）取出步骤（5）样品进行离心，并用无水乙醇进行洗涤，最后置于50℃烘箱中干燥。
其中贝壳粉与磷酸氢二铵按照钙磷原子比为1.67混合；
其中有机模板水溶液为月桂酰肌氨酸钠与十六烷基三甲基溴化铵按摩尔比1:1混合配成质量分数为5%的水溶液。
实施例2
（1）将贝壳清洗干净后在60℃条件下烘干，粉磨成粒度为200目的粉末；
（2）将10g贝壳粉溶于200g 浓度为0.1g/mL的稀醋酸中，反应1h，离心后取上清液，去离子水稀释至50mL；
（3）将有机模板水溶液与磷酸氢二铵混合搅拌1h；
（4）将步骤（3）混合液以10滴/min的滴加速度滴入步骤（2）溶液中，滴加过程不断搅拌，最后用氨水调节pH=10；
（5）将步骤（4）最后得到的产物置于37℃水浴锅中静置48h，
（6）取出步骤（5）样品进行离心，并用无水乙醇进行洗涤，最后置于50℃烘箱中干燥。
其中贝壳粉与磷酸盐按照钙磷原子比为1.67混合；
其中有机模板水溶液为月桂酰肌氨酸钠与十六烷基三甲基溴化铵按摩尔比2:1混合配成质量分数为5%的水溶液。
实施例3
（1）将贝壳清洗干净后在50℃条件下烘干，粉磨成粒度为200目的粉末；
（2）将10g贝壳粉溶于200g 浓度为0.1g/mL 的稀醋酸中，反应1h，离心后取上清液，去离子水稀释至50mL；
（3）将有机模板水溶液与磷酸氢二铵混合搅拌1h；
（4）将步骤（3）混合液以10滴/min的滴加速度滴入步骤（2）溶液中，滴加过程不断搅拌，最后用氨水调节pH=10；
（5）将步骤（4）最后得到的产物置于37℃水浴锅中静置48h，
（6）取出步骤（5）样品进行离心，并用无水乙醇进行洗涤，最后置于50℃烘箱中干燥。
其中贝壳粉与磷酸盐按照钙磷原子比为1.67混合；
其中有机模板水溶液为月桂酰肌氨酸钠与十六烷基三甲基溴化铵按摩尔比3:1混合配成质量分数为5%的水溶液。
图1中a曲线是不添加有机模板剂，其它合成条件不变下制得的HA的XRD谱图，图1中b曲线是实施例1样品，图1中c曲线是实施例2样品，图1中d曲线是实施例3样品。通过对比HA标准卡片(JCPDS 09-432)可以看出各曲线的衍射峰都与HA的特征峰对应，说明制得的样品主要晶相为羟基磷灰石，没有其他晶相衍射峰。由于样品都是在37 ºC的水浴温和条件中制备的，可以看出衍射峰的强度都不是很强，得到的HA属于弱结晶。进一步观察发现随着模板剂的浓度的增大，各衍射峰的强度并没有发生变化，说明模板剂的添加对羟基磷灰石的结晶度没有较大的影响。
图2a是不添加有机模板剂合成，其它合成条件不变下制得的HA的TEM图，其为不规整的晶体；图2b是在以月桂酰肌氨酸钠与十六烷基三甲基溴化铵按摩尔比0.5:1配成质量分数为5%水溶液为模板剂，其它合成条件不变下制得的HA的TEM图，其呈现花簇状；图2c为实施例2制得的HA的TEM图，可以明显看出其为多孔中空微球状。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (4)

1.一种利用贝壳制备的羟基磷灰石的制备方法，其特征在于：所述的羟基磷灰石是一种粉末状羟基磷灰石，粉末粒子直径为0.5-1.8μm，微球表面为棒状羟基磷灰石晶粒；具体步骤如下：
（1）将贝壳清洗干净后在50~70℃条件下烘干，粉磨成粒度为200~400目的粉末；
（2）将贝壳粉末溶于浓度为0.1g/mL 的稀醋酸中，反应1~2h，离心后取上清液，去离子水稀释至50~100mL；
（3）将有机模板水溶液与磷酸盐混合搅拌1h；
（4）将步骤（3）混合液以10-20滴/min的滴加速度滴入步骤（2）溶液中，滴加过程不断搅拌，最后用氨水调节pH=10；
（5）将步骤（4）最后得到的产物置于37℃水浴锅中静置48h；
（6）取出步骤（5）样品进行离心，并用无水乙醇进行洗涤，最后置于50℃烘箱中干燥；
有机模板水溶液为月桂酰肌氨酸钠与十六烷基三甲基溴化铵按摩尔比1-3:1混合配成质量分数为3-7%的水溶液。
2.根据权利要求1所述的一种利用贝壳制备的羟基磷灰石的制备方法，其特征在于：磷酸盐为磷酸氢二铵或磷酸铵。
3.根据权利要求1所述的一种利用贝壳制备的羟基磷灰石的制备方法，其特征在于：贝壳粉与磷酸盐按照钙磷原子比为1.67混合。
4.根据权利要求1所述的一种利用贝壳制备的羟基磷灰石的制备方法，其特征在于：按质量比计，贝壳粉：稀醋酸=1:20。
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