CN108290737A - 生产磷酸钙组合物 - Google Patents

生产磷酸钙组合物 Download PDF

Info

Publication number
CN108290737A
CN108290737A CN201680069255.0A CN201680069255A CN108290737A CN 108290737 A CN108290737 A CN 108290737A CN 201680069255 A CN201680069255 A CN 201680069255A CN 108290737 A CN108290737 A CN 108290737A
Authority
CN
China
Prior art keywords
calcium
calcium phosphate
particle
phase
solution
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201680069255.0A
Other languages
English (en)
Inventor
L·T·奥利维拉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Clean World Technology Co Ltd
Original Assignee
Clean World Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Clean World Technology Co Ltd filed Critical Clean World Technology Co Ltd
Publication of CN108290737A publication Critical patent/CN108290737A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B25/00—Phosphorus; Compounds thereof
    • C01B25/16—Oxyacids of phosphorus; Salts thereof
    • C01B25/26—Phosphates
    • C01B25/32—Phosphates of magnesium, calcium, strontium, or barium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B25/00—Phosphorus; Compounds thereof
    • C01B25/16—Oxyacids of phosphorus; Salts thereof
    • C01B25/26—Phosphates
    • C01B25/32—Phosphates of magnesium, calcium, strontium, or barium
    • C01B25/322—Preparation by neutralisation of orthophosphoric acid
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B25/00—Phosphorus; Compounds thereof
    • C01B25/16—Oxyacids of phosphorus; Salts thereof
    • C01B25/26—Phosphates
    • C01B25/32—Phosphates of magnesium, calcium, strontium, or barium
    • C01B25/327—After-treatment
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01F—COMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
    • C01F11/00—Compounds of calcium, strontium, or barium
    • C01F11/02—Oxides or hydroxides
    • C01F11/04—Oxides or hydroxides by thermal decomposition
    • C01F11/06—Oxides or hydroxides by thermal decomposition of carbonates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2/00—Lime, magnesia or dolomite
    • C04B2/10—Preheating, burning calcining or cooling
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2002/00—Crystal-structural characteristics
    • C01P2002/04—Compounds with a limited amount of crystallinty, e.g. as indicated by a crystallinity index
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2002/00—Crystal-structural characteristics
    • C01P2002/70—Crystal-structural characteristics defined by measured X-ray, neutron or electron diffraction data
    • C01P2002/72—Crystal-structural characteristics defined by measured X-ray, neutron or electron diffraction data by d-values or two theta-values, e.g. as X-ray diagram
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00—Particle morphology
    • C01P2004/01—Particle morphology depicted by an image
    • C01P2004/03—Particle morphology depicted by an image obtained by SEM
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00—Particle morphology
    • C01P2004/54—Particles characterised by their aspect ratio, i.e. the ratio of sizes in the longest to the shortest dimension
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00—Particle morphology
    • C01P2004/60—Particles characterised by their size
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00—Particle morphology
    • C01P2004/60—Particles characterised by their size
    • C01P2004/62—Submicrometer sized, i.e. from 0.1-1 micrometer
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00—Particle morphology
    • C01P2004/60—Particles characterised by their size
    • C01P2004/64—Nanometer sized, i.e. from 1-100 nanometer
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/12—Surface area
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/14—Pore volume
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/80—Compositional purity

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Materials For Medical Uses (AREA)
  • Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)
  • Cosmetics (AREA)
  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)

Abstract

本公开的特征在于一种方法，其包括获得包括第一浓度的钙离子的第一氢氧化钙溶液和包括第二浓度的钙离子的第二氢氧化钙溶液，将磷酸溶液添加至第一氢氧化钙溶液以产生以磷酸二氢钙颗粒的含水悬浮液为特征的合并溶液，并且将第二氢氧化钙溶液添加至合并溶液以形成包括磷酸钙组合物的颗粒的含水悬浮液的产物溶液。

Description

生产磷酸钙组合物
相关申请的交叉引用
本申请要求以下美国临时专利申请的优先权，其每一个的全部内容通过参考引入本文：2015年9月25日提交的62/232,961；2015年9月25日提交的62/232,999；和2015年10月27日提交的62/246,796。
技术领域
本公开涉及磷酸钙组合物和此类组合物的生产方法。
背景技术
磷酸钙是一类包括钙(II)和正磷酸根离子的化合物。如氢氧根离子等的其它离子也可以存在。磷酸钙是重要的工业材料，并且用于包括肥料生产、烘焙、营养补充、牙科和医药的各种应用。
发明内容
磷酸钙化合物可以通过直接回收操作和工业制造获得。如采矿等的直接回收操作存在重大挑战。其中存在将期望组成的磷酸钙化合物定位和回收的困难，因为磷酸钙的组成不同。其它困难包括精炼回收产物以减少几乎存在于所有天然产生的磷酸钙源中的杂质。
常规的工业生产方法在很多方面也受到限制。虽然可以生产在组成上具有一定范围的可变性的磷酸钙组合物，但是在宽范围的组成上施加可重复的控制是困难的。此外，常规的工业过程依赖大量的其中一些相对昂贵的试剂来生产有用的产物。此外，用于制造某些类型的经济上有价值的如羟基磷灰石等的磷酸钙化合物的条件以高经济成本得到产物。
本公开的特征在于在相对直接的生产过程中可控的、低成本生产多种磷酸钙组合物的方法。可以将方法系统地改变以得到具有可预测组成的产物。另外，可以调整方法以得到在如比表面积、结晶度和粒度(particle size)等物理性质方面具有可控的变化的产物。因此，本文公开的方法在工业规模上提供多种磷酸钙组合物的经济上可行和可控的合成。
通常，在第一方面，本公开的特征在于如下的方法：包括获得包括碳酸钙的第一多个颗粒，其中颗粒具有8mm和12mm之间的粒度分布(distribution of sizes)，和将第一多个颗粒加热至900℃和1200℃之间的温度至少1小时的时间以产生包括氧化钙的第二多个颗粒。
该方法的实施方案可以包括任意一个以上的以下特征。
颗粒的平均最大尺寸可以为约10mm，并且颗粒的最大尺寸的分布的半峰全宽可以为4mm以下。第一多个颗粒中碳酸钙的浓度可以为至少94％(例如至少98％)。第二多个颗粒中碳酸钙的浓度可以为小于0.5％(例如小于0.1％)。
第一多个颗粒中的碳酸钙向第二多个颗粒中的氧化钙的转化效率可以为95％以上(例如99％以上)。可以将第一多个颗粒加热至1100℃和1200℃之间的温度(例如，加热至大于1000℃的温度)以产生第二多个颗粒。
该方法可以包括提高在该时间期间第一多个颗粒被加热的温度。该方法可以包括提高在该时间期间一系列步骤中的温度，其中在各连续步骤，将第一多个颗粒在高于紧接前一步骤的温度的恒定温度下加热该时间的一部分。该系列步骤可以包括至少三个步骤，其中系列中的第一步骤包括将第一多个颗粒加热至900℃和1000℃之间的温度，系列中的第二步骤包括将第一多个颗粒加热至1000℃和1100℃之间的温度，以及系列中的第三步骤包括将第一多个颗粒加热至1100℃和1200℃之间的温度。
该方法可以包括连续地提高在该时间期间第一多个颗粒被加热的温度。该方法可以包括线性地提高在900℃和1000℃之间的第一温度与1100℃和1200℃之间的第二温度之间的温度。
该时间可以在1小时和2小时之间(例如2小时和3小时之间)。
第一多个颗粒的最大尺寸分布的半峰全宽可以为3mm以下(例如2mm以下)。第二多个颗粒的比表面积可以为至少10.0m2/g。第二多个颗粒的比孔隙率(specific porosity)可以为至少15.0cm3/g。
该方法的实施方案还可以包括本文公开的任意其它的特征，包括在除了具体陈述之外的任意组合中，结合不同的实施方案公开的特征。
在另一方面，本公开的特征在于包括多个平均最大尺寸在8mm和12mm之间并且特征在于氧化钙浓度为至少99％的颗粒的组合物，其中颗粒的表面积为至少10.0m2/g以及颗粒的比孔隙率为至少15.0cm3/g。
组合物的实施方案可以包括任意一个以上的以下特征。
颗粒的表面积可以为至少14.0m2/g(例如至少20.0m2/g)。颗粒的比孔隙率可以为至少20.0cm3/g(例如至少30.0cm3/g)。
组合物的实施方案还可以包括本文公开的任意其它的特征，包括在除了具体陈述之外的任意组合中，结合不同的实施方案公开的特征。
又一方面，本公开的特征在于如下的方法：其包括获得以第一浓度的钙离子为特征的第一氢氧化钙溶液和以第二浓度的钙离子为特征的第二氢氧化钙溶液，将磷酸溶液添加至第一氢氧化钙溶液以产生包括磷酸二氢钙颗粒的含水悬浮液的合并溶液(combinedsolution)，并且将第二氢氧化钙溶液添加至合并溶液以形成包括磷酸钙材料的颗粒的含水悬浮液的产物溶液。
该方法的实施方案可以包括任意一个以上的以下特征。
钙离子的第一和第二浓度可以不同。
获得第一氢氧化钙溶液可以包括将包括氧化钙的第一多个颗粒与水合并，其中颗粒具有至少10.0m2/g的比表面积。获得第二氢氧化钙溶液可以包括将第二多个颗粒与水合并。颗粒可具有至少15.0m2/g的比孔隙率。
该方法可以包括将磷酸溶液添加至第一氢氧化钙溶液，直至合并溶液的pH在1和2之间。合并溶液的pH可以为约1.66。
该方法可以包括将磷酸溶液分三份添加至第一氢氧化钙溶液，其中在添加三份的第一份之后，第一氢氧化钙溶液的pH在8.5和9.5之间。将第一氢氧化钙溶液和第一份磷酸溶液合并可以形成磷酸根离子和磷酸氢根离子的第一缓冲溶液。
在添加三份的第二份之后，第一氢氧化钙溶液的pH可在3.5和4.5之间。将第一氢氧化钙溶液与第一和第二份磷酸溶液合并可以形成磷酸氢根离子和磷酸二氢根离子的第二缓冲溶液。
产物溶液的pH可以在6.5和7.5之间。产物溶液的pH可以在11.5和12.5之间。
该方法可以包括从产物溶液分离磷酸钙材料，并且将磷酸钙材料加热至至少700℃(例如至少800℃、至少900℃)的温度至少1小时(例如在1.5小时和2.5小时之间)的时间。
该方法可以包括通过在少于15分钟的时间期间将磷酸钙材料的温度升高至少450℃而使磷酸钙材料进行热冲击处理以从磷酸钙材料排出水蒸气。
磷酸钙材料可以包括两相，各自对应于不同的磷酸钙化合物。两相的第一相可以对应于羟基磷灰石，以及两相的第二相可以对应于β-磷酸三钙。两相的第一相可以对应于羟基磷灰石，以及两相的第二相可以对应于无定形磷酸钙。两相的第一相可以对应于β-磷酸三钙，以及两相的第二相可以对应于无定形磷酸钙。
磷酸钙材料可以包括三相，各自对应于不同的磷酸钙化合物。三相的第一相可以对应于羟基磷灰石，三相的第二相可以对应于β-磷酸三钙，以及三相的第三相可以对应于无定形磷酸钙。三相的第一相可以对应于磷酸氢钙二水合物，三相的第二相可以对应于无水磷酸氢钙，以及三相的第三相可以对应于β-磷酸三钙一水合物。
磷酸钙材料的颗粒可以具有80％以上(例如95％以上)的结晶度。磷酸钙材料的颗粒可以具有60m2/g以上(例如80m2/g以上)的比表面积。
该方法的实施方案还可以包括本文公开的任意其它的特征，包括在除了具体陈述之外的任意组合中，结合不同的实施方案公开的特征。
另一方面，本公开的特征在于包括以形成固体的一个以上整体单元(integralunits)的三种磷酸钙相为特征的材料的组合物，其中三相的第一相特征在于一个以上的由羟基磷灰石形成的区域，其中三相的第二相特征在于一个以上的由β-磷酸三钙形成的区域，其中三相的第三相特征在于一个以上的由无定形磷酸钙形成的区域，并且其中在固体的一个以上整体单元中对应于第一、第二、和第三相的区域的至少一部分彼此接触。
组合物的实施方案可以包括任意一个以上的以下特征。
组合物中羟基磷灰石的浓度百分比可以在5％和95％之间(例如20％和80％之间)。组合物中β-磷酸三钙的浓度百分比可以在10％和80％之间(例如20％和60％之间)。无定形磷酸钙的浓度百分比可以在10％和80％之间(例如20％和60％之间)。
材料的结晶度可以为至少90％(例如至少95％)。材料的比表面积可以为至少50m2/g(例如至少70m2/g)。材料的比孔隙率可以为至少25cm3/g(例如至少30cm3/g)。
一个以上的整体单元可以包括颗粒，其中颗粒的平均最大尺寸可以在100nm和500nm之间，并且其中颗粒的平均纵横比可以为50:1以上。颗粒的平均纵横比可以为100:1以上。
组合物的实施方案还可以包括本文公开的任意其它的特征，包括在除了具体陈述之外的任意组合中，结合不同的实施方案公开的特征。
又一方面，本公开的特征在于包括以形成固体的一个以上整体单元的三种磷酸钙相为特征的材料的组合物，其中三相的第一相的特征在于由羟基磷灰石形成的一个以上的区域，其中三相的第二相的特征在于由磷酸氢钙二水合物形成的一个以上的区域，其中三相的第三相的特征在于由无水磷酸氢钙形成的一个以上的区域，并且其中在固体的一个以上整体单元中对应于第一、第二、和第三相的区域的至少一部分彼此接触。
组合物的实施方案可以包括任意一个以上的以下特征。
组合物中羟基磷灰石的浓度百分比可以在10％和60％之间(例如20％和50％之间)。组合物中磷酸氢钙二水合物的浓度百分比可以在10％和75％之间(例如20％和60％之间)。无水磷酸氢钙的浓度百分比可以在5％和70％之间(例如10％和60％之间)。
材料的结晶度可以为至少90％(例如至少95％)。材料的比表面积可以为至少50m2/g(例如至少70m2/g)。材料的比孔隙率可以为至少25cm3/g(例如至少30cm3/g)。
一个以上的整体单元可以包括颗粒，其中颗粒的平均最大尺寸可以在100nm和500nm之间，并且其中颗粒的平均纵横比可以为50:1以上。颗粒的平均纵横比可以为100:1以上。
组合物的实施方案还可以包括本文公开的任意其它的特征，包括在除了具体陈述之外的任意组合中，结合不同的实施方案公开的特征。
另一方面，本公开的特征在于包括以形成固体的一个以上整体单元的两种磷酸钙相为特征的材料的组合物，其中两相的第一相包括由羟基磷灰石形成的一个以上的区域，其中两相的第二相包括由β-磷酸三钙形成的一个以上的区域，并且其中在固体的一个以上整体单元中对应于第一和第二相的区域的至少一部分彼此接触。
组合物的实施方案可以包括任意一个以上的以下特征。
组合物中羟基磷灰石的浓度百分比可以在8％和95％之间(例如20％和80％之间)。组合物中β-磷酸三钙的浓度百分比可以在5％和92％之间(例如20％和80％之间)。
材料的结晶度可以为至少90％(例如至少95％)。材料的比表面积可以为至少50m2/g(例如至少70m2/g)。材料的比孔隙率可以为至少25cm3/g(例如至少30cm3/g)。
一个以上的整体单元可以包括颗粒，其中颗粒的平均最大尺寸可以在100nm和500nm之间，并且其中颗粒的平均纵横比可以为50:1以上。颗粒的平均纵横比可以为100:1以上。
组合物的实施方案还可以包括本文公开的任意其它的特征，包括在除了具体陈述之外的任意组合中，结合不同的实施方案公开的特征。
又一方面，本公开的特征在于包括多个由羟基磷灰石形成的颗粒的组合物，其中颗粒的平均最大尺寸在100nm和500nm之间，颗粒的平均纵横比为50:1以上，以及颗粒的比表面积为70m2/g以上。
组合物的实施方案可以包括任意一个以上的以下特征。
颗粒的平均最大尺寸可以在150nm和400nm之间(例如，在200nm和400nm之间，在200nm和350nm之间)。颗粒的平均纵横比可以为75:1以上(例如，100:1以上，150:1以上，200:1以上)。
颗粒的比表面积可以为75m2/g以上(例如，80m2/g以上，85m2/g以上)。颗粒的结晶度可以为85％以上(例如，90％以上，95％以上)。
组合物的实施方案还可以包括本文公开的任意其它的特征，包括在除了具体陈述之外的任意组合中，结合不同的实施方案公开的特征。
定义
如本文所使用的，术语“约(about)”和“大约(approximately)”可互换使用，并且当用于修饰数值时，包含数值的±10％的范围。
如本文所使用的，术语“形态(morphology)”是指化学化合物中原子的结构或分布。例如，形态可以指材料的晶体结构或微观结构，材料内不同组成相的空间分布，和/或材料内结构的其它变化。
如本文所使用的，术语“氧化钙”是指具有标称化学式(nominal chemicalformula)CaO的化合物。术语“氧化钙”是指固体CaO、溶剂化CaO(即，溶解在如水等的溶剂中的CaO)以及包括CaO并且悬浮或另外分散在流体中的颗粒。在一些实施方案中，如本文讨论的氧化钙可以是反应性氧化钙(reactive calcium oxide)(并且在本文中可以称为“反应性氧化钙”)。
如本文所使用的，术语“氢氧化钙”是指具有标称化学式Ca(OH)2的化合物。术语“氢氧化钙”是指固体Ca(OH)2、溶剂化Ca(OH)2(即，溶解在如水等的溶剂中的Ca(OH)2)以及包括Ca(OH)2并且悬浮或另外分散在流体中的颗粒。
如本文所使用的，术语“磷酸钙组合物”是指包括一种以上的磷酸钙化合物的组合物。
如本文所使用的，术语“磷酸钙”、“磷酸钙化合物”和“磷酸钙材料”是指具有包括至少一个钙(II)离子和一个以上的正磷酸根离子、偏磷酸根离子和焦磷酸根离子的化学式的物质。这些离子的一些或全部也可以在磷酸钙、磷酸钙化合物和磷酸钙材料内组合存在。
如本文所使用的，术语“正磷酸根离子”是指以下化学结构的PO3 3-阴离子：
如本文所使用的，术语“偏磷酸根离子”是指以下化学结构的P3O9 -阴离子：
如本文所使用的，术语“焦磷酸根离子”是指以下化学结构的P2O7 4-阴离子：
如本文所使用的，术语“无定形磷酸钙(ACP)”是指具有化学式Ca3(PO4)2·nH2O的磷酸钙化合物，并且特征在于化合物内原子或离子分布的周期性的实质性缺乏。ACP中Ca:P比为1.5:1。
如本文所使用的，术语“β-磷酸三钙(β-TCP)”是指具有化学式Ca3(PO4)2的磷酸钙化合物。在一些实施方案中，β-TCP化合物具有菱形晶体结构。β-TCP中Ca:P比为1.5:1。
如本文所使用的，术语“β-磷酸三钙一水合物(β-TCPM)”是指具有化学式Ca3(PO4)2·H2O的磷酸钙化合物，其Ca:P比为1.5:1。
如本文所使用的，术语“羟基磷灰石(HA)”是指具有化学式Ca10(PO4)6(OH)2的磷酸钙化合物。在一些实施方案中，羟基磷灰石化合物具有六方晶体结构。HA中Ca:P比为1.67:1。
如本文所使用的，术语“磷酸四钙”是指具有化学式Ca4O(PO4)2的磷酸钙化合物，其Ca:P比为2:1。
如本文所使用的，术语“α-磷酸三钙(α-TCP)”是指具有化学式Ca3(PO4)2的磷酸钙化合物。α-TCP中Ca:P比为1.5:1。
如本文所使用的，术语“α’-磷酸三钙(α’-TCP)”是指具有化学式Ca3(PO4)2的磷酸钙化合物。α’-TCP中Ca:P比为1.5:1。
如本文所使用的，术语“γ-磷酸三钙(γ-TCP)”是指具有化学式Ca3(PO4)2的磷酸钙化合物。γ-TCP中Ca:P比为1.5:1。
如本文所使用的，术语“磷酸八钙(OCP)”是指具有化学式Ca8H2(PO4)6·5H2O的磷酸钙化合物，其Ca:P比为1.33:1。
如本文所使用的，术语“磷酸氢钙二水合物(DCPD)”是指具有化学式CaHPO4·2H2O的磷酸钙化合物，其Ca:P比为1:1。
如本文所使用的，术语“磷酸氢钙”、“三斜磷钙石”和“无水磷酸氢钙(DCPA)”是指具有化学式CaHPO4的磷酸钙化合物，其Ca:P比为1:1。
如本文所使用的，术语“焦磷酸钙(CPP)”是指具有化学式Ca2P2O7的磷酸钙化合物，其Ca:P比为1:1。
如本文所使用的，术语“焦磷酸钙二水合物(CPPD)”是指具有化学式Ca2P2O7·2H2O的磷酸钙化合物，其Ca:P比为1:1。
如本文所使用的，术语“磷酸七钙(HCP)”是指具有化学式Ca7(P5O16)2的磷酸钙化合物，其Ca:P比为0.7:1。
如本文所使用的，术语“磷酸二氢四钙(TDHP)”是指具有化学式Ca4H2P6O20的磷酸钙化合物，其Ca:P比为0.67:1。
如本文所使用的，术语“磷酸二氢钙一水合物”是指具有化学式Ca(H2PO4)·H2O的磷酸钙化合物，其Ca:P比为0.5:1。
如本文所使用的，术语“α-偏磷酸钙(α-CMP)”、“β-偏磷酸钙(β-CMP)”、和“γ-偏磷酸钙(γ-CMP)”是指各自具有相同的化学式Ca(PO3)2的不同的磷酸钙化合物，其Ca:P比为0.5:1。
本文公开的磷酸钙组合物可以包括一个以上的相。如本文所使用的，术语“相”是指磷酸钙组合物中的磷酸钙化合物。在一些实施方案中，组合物中的不同相分布在组合物的不同空间区域中，使得组合物的特征在于对应于单独的磷酸钙化合物的不同空间区域。不同的空间区域可以分开，与另一个区域接触，或者另外以各种方式分布，但是通常形成固体的一个以上的整体单元(例如颗粒)。例如，磷酸钙组合物内的相可以在组合物内形成分开的域(domains)。在某些实施方案中，域可以具有不同的大小并且具有除化学组成之外不同的其它性质(例如，域可以在结晶度、熔点、表面结构、比表面积、和其它物理性质方面不同)。术语“单相”是指其中仅具有单相的组合物；“二相”和“三相”分别指具有二相和三相的组合物。“多相”是指具有两个以上的相的组合物。在具有两个以上相的所有组合物中，组合物可以包括对应于各相的多个域。例如，具有多个对应于第一相(即第一磷酸钙化合物)的区域和多个对应于第二相(即第二磷酸钙化合物)的区域、并且不具有其它磷酸钙化合物的组合物将是二相组合物。
如本文所使用的，术语材料的“结晶度”是处于结晶状态，即在原子水平具有一些长程有序化的材料的部分。可以通过将峰宽与标准峰宽比较并且使用Rietveld精修以使材料的结晶度定量而从材料的粉末x射线衍射峰来测量材料的结晶度。结晶度是在0％和100％之间的数值。
如本文所使用的，术语材料的“比表面积”是每单位质量材料的总表面积。比表面积可以通过使用Brunauer-Emmett-Teller(BET)方法测量材料表面区域上的氮吸附来确定。
如本文所使用的，术语材料的“比孔隙率”或“比孔容(specific pore volume)”(可互换地使用以表示相同的事物)是对应于材料结构中的孔、通道和其它空隙的每单位质量的材料的容积。材料的比孔隙率可以使用BET法和/或Barrett-Joyner-Halenda(BJH)孔容积分析来确定。
如本文所使用的，术语“反应”是指以使得化学试剂在分子水平相互作用以实现化学或物理转化的方式使化学试剂在一起。反应可以涉及两种试剂，其中相对于第一试剂使用一当量以上的第二试剂。反应也可以涉及大于两种的试剂。
在本公开中，如碳酸钙、氧化钙和磷酸钙组合物等的材料在各种制备步骤中被提及为加热至特定温度或加热至特定范围内的温度。通常，将材料加热至特定温度包括将烘箱、炉或其它加热装置的内部温度设定为特定温度。可以将在烘箱、炉或其它加热装置内加热的材料均匀地加热(即穿过材料的整个厚度)至特定温度，或者材料内可能存在热梯度，使得例如材料的外表面的至少一部分被加热至特定温度的±10％内，而材料的内部区域可以被加热至低于特定温度的温度。应该理解的是为了本公开的目的，将材料加热至特定温度意味着材料的至少一部分(即，材料的外表面的至少一个区域)被加热至特定的温度±10％内，但不必需意味着整个材料被加热至规定的温度，也不意味着整个材料被加热至均匀的、无梯度的温度。
除非另外定义，否则本文使用的所有技术和科学术语具有与本公开所属领域的普通技术人员通常理解的相同的含义。尽管与本文描述的那些类似或等同的方法和材料可以用于本文主题的实践或试验，但是下面描述合适的方法和材料。本文提及的所有出版物、专利申请、专利和其它参考文献的全部内容通过参考引入本文。在冲突的情况下，以本说明书，包括定义为准。另外，材料、方法和实例仅仅是说明性的而不旨在限制。
在下面的附图和描述中阐述了一个以上实施方案的细节。从说明书、附图和权利要求，其它特征和优点将显而易见。
附图说明
图1是生产磷酸钙组合物的一系列步骤的示意图。
图2是显示对于由反应性氧化钙生产的氢氧化钙溶液，中和的HCl溶液的体积作为时间的函数的图。
图3是显示在用于生产磷酸钙组合物的中间溶液中，pH作为H3PO4浓度的函数的图。
图4是显示对于磷酸钙组合物，散射X射线强度作为角度的函数的图。
图5A和5B是在两个不同放大倍数下的无定形磷酸钙样品的扫描电子显微镜图像。
图6是三相磷酸钙组合物的扫描电子显微镜图像。
图7A和7B是在两个不同放大倍数下的二相磷酸钙组合物的扫描电子显微镜图像。
图8A-8C是在不同放大倍数下的磷酸钙组合物的扫描电子显微镜图像。
图9A和9B是在不同放大倍数下的另一磷酸钙组合物的扫描电子显微镜图像。
图10A和10B是在不同放大倍数下的又一磷酸钙组合物的扫描电子显微镜图像。
图11是另一磷酸钙组合物的扫描电子显微镜图像。
图12是又一磷酸钙组合物的扫描电子显微镜图像。
图13是显示对于磷酸钙组合物，X射线散射强度作为角度的函数的图。
图14是显示对于图13的组合物，红外透射率作为波数的函数的图(即，红外吸收光谱)。
各附图中相同的附图标记表示相同的要素。
具体实施方式
I.引言
磷酸钙是广泛使用的工业化合物。特别是，如羟基磷灰石等的单相磷酸钙可以应用于牙科和医疗产品、肥料生产、食品生产和产品、以及工业化学生产。然而，与生产单相化学磷酸盐化合物有关的经济和环境成本限制了这些化合物的使用。
二相和三相化学磷酸盐组合物具有更大的实用性前景，因为此类组合物的性质可以想到甚至更具体地定制，以便有利地用于各种应用。然而，目前还不存在可重复生产具有良好可控的化学和物理性质的二相和三相化学磷酸盐组合物的工业规模的方法。这种可行的大规模生产途径的缺乏使得此类组合物的前景未能实现。
本公开描述了用于化学磷酸盐组合物的可控的、可重复的、大规模生产的方法。通过调整所涉及的试剂和条件，可以以系统的方式控制组合物的化学和物理性质。这使得以显著低于常规生产方法的成本按需大量制备期望的产物。此外，本文公开的方法允许生产不存在其它大规模生产途径的某些产物-例如在某些组成范围内的二相和三相磷酸钙组合物。
在以下部分中，首先讨论生产方法的总体概述，随后讨论方法的各个阶段。本公开内容还提供大量的显示可控的、按需制造具有各种组合的化学和物理性质的多种不同磷酸钙组合物的实例。
II.总体概述
本文公开的方法在与氢氧化钙水溶液的两阶段反应中生产磷酸钙组合物。转而，通过将反应性氧化钙产物溶解在水中来制备氢氧化钙水溶液。由于它们的反应性，氧化钙提供比工业规模生产量的现有合成方案便宜得多的磷酸钙的合成途径。另外，相对于常规合成方法，在相同的时间内本文公开的方法得到更大量的磷酸钙组合物。
用于合成磷酸钙组合物的一般方法如下。首先，将反应性氧化钙(CaO)前体材料添加至水以形成氢氧化钙溶液：
反应性CaO+H2O→Ca(OH)2 [1]
然后，将一部分氢氧化钙溶液与磷酸合并以得到溶液或浆料中的中间体磷酸二氢钙产物：
Ca(OH)2+H3PO4→Ca(H2PO4)2 [2]
最后，将磷酸二氢钙中间产物与以与式(1)所示相同的方式制备的另一氢氧化钙溶液合并，以得到磷酸钙产物：
Ca(H2PO4)2+Ca(OH)2→Ca3(PO4)2 [3]
在式(3)中，为了说明的目的，磷酸钙产物用标称化学式Ca3(PO4)2显示。然而，应该理解，取决于式(1)-(3)中的反应条件，生产的磷酸钙组合物可以包括磷酸根离子(即正磷酸根离子)、偏磷酸根离子和/或焦磷酸根离子，包括这些阴离子物质的混合物。通过调整反应条件，可以实现对所生产的磷酸钙组合物的组成、结构和物理性质的控制。
此外，应该理解的是，虽然本文讨论的方法是指由共同的反应性CaO前体生产的Ca(OH)2溶液，但也可以使用由不同的CaO前体材料-包括非反应性CaO前体材料-生产的Ca(OH)2溶液。由于反应性CaO在水中的快速溶解，反应性CaO前体材料的使用确保了高收率和转化率、以及减少的生产时间。然而，源自除本文公开的那些之外的生产工艺(即，不产生反应性CaO的工艺)的CaO材料也可以用于制备用于根据式(2)和(3)并且使用本文公开的方法制备磷酸钙组合物的Ca(OH)2溶液。因此起始于非反应性氧化钙材料的磷酸钙组合物的生产在本公开的范围内。
图1是显示用于制备各种不同的磷酸钙组合物的一系列一般步骤的流程图100。在第一步骤102中，通过CaCO3颗粒的热处理，由前体碳酸钙(CaCO3)材料制备反应性CaO。在步骤104中，将第一量的反应性CaO溶解在水中以形成Ca(OH)2水溶液，然后在步骤106中与如磷酸(H3PO4)等的磷酸盐源合并以形成含水Ca(H2PO4)2的浆料。然后，在步骤108中，将第二量的反应性CaO溶解在水中以形成第二Ca(OH)2水溶液，其与含水Ca(H2PO4)2反应以形成磷酸钙组合物。该过程在步骤112结束。
本公开的后续部分更详细地讨论了图1中所示的步骤以及根据图1中所示的程序制备的磷酸钙组合物的化学和物理性质。
III.反应性氧化钙的制备
流程图100的第一步骤102包括由碳酸钙前体材料生产反应性氧化钙。通常，如式(1)所示，生产方法涉及碳酸钙的热分解以得到CaO和CO2。碳酸钙的天然来源包括如石灰石和贝壳等的材料。原则上，源自任何来源的碳酸钙都可以热分解以得到反应性CaO。然而，为了确保所生产的反应性CaO杂质少并且具有相对均匀的粒度分布，并且为了确保高转化率与相对低体积的产生的副产物，通常使用高品质的石灰石作为CaCO3的来源。
对于通过热分解转化为CaO的石灰石颗粒，分解过程开始于颗粒的表面上并且随着吸收更多的热量而向内朝着颗粒的中心进行。在室温下，固体石灰石(CaCO3)颗粒是稳定的。在加热至适当的温度时，消除CO2，留下固体CaO颗粒。由于加热在颗粒内建立热梯度，在热分解开始后的特定时间，颗粒将包含被CaO的煅烧层包围的石灰石核心。在反应区(zone)在两个区域之间的窄边界上发生主动消除反应(active elimination reaction)。
在反应期间发生两个过程。发生向CaCO3颗粒表面的热转移，以提高CaCO3的温度从而引发CO2解离。在发生CO2解离的区中，温度大约恒定。随着反应区更深地迁移至颗粒中，随后的热量穿透CaCO3颗粒的已经转化的部分(其现在由CaO组成)以到达反应区并且维持消除反应。
在CaCO3颗粒内也发生质量转移。反应区中产生的CO2气体通过新形成的CaO层从颗粒内部扩散至颗粒的外部表面。
CaCO3解离以形成CaO的温度取决于与反应区接触的CaO层中的CO2压力/浓度。由于式(1)中所示的反应是平衡反应，与反应区接触的CO2的高浓度或分压将倾向于有利于式(1)中的反应物(即CaCO3)，限制转化率以及CaO的产量。相反，CaO层中CO2的浓度/压力越低，在式(1)中有利于产物(即CaO)的程度越大。反过来，式(1)中有利于CaO的程度越大，驱使CaCO3转化成CaO所需的温度越低。
在常规的石灰石煅烧炉中，总气压为为大约1atm，并且CO2占炉内气体体积的约30％。在该CO2浓度下，石灰石颗粒外部表面的CaCO3将在约830℃的温度下解离。
在颗粒内部，仅当反应区中的CO2压力超过炉中颗粒外部的CO2分压时，才发生从反应区通过CaO层至外部颗粒表面的CO2解离。通过降低炉内CO2压力/浓度，可以增加从式(1)的CaO的产量和/或降低可以进行反应的温度。如上所述，在炉内CO2分压为大约大约0.33atm的情况下，在大约830℃以上的温度下发生CaCO3解离。当炉内CO2分压为大约1atm时，在大约902℃以上的温度下发生CaCO3解离。
为了引发和维持式(1)中的反应，热通过经时间厚度增加的封闭的CaO层从颗粒外部传递至内部。为了有效的热转移，在颗粒的外部表面与反应区之间应存在温度梯度。由于CaO是相对差的热导体，所以一旦形成初始CaO层，有效转化成CaO的梯度的幅度取决于粒度。通常，颗粒的外部表面和反应区之间的温度差越大，热向反应区的传播越快。
然而，当加热表面CaO层时，作为晶体生长和再生长、以及晶体聚结的副产物，发生层中毛细管的收缩。CaO层孔隙率的降低阻碍了CO2从更深的反应区扩散出颗粒。当防止CO2扩散出颗粒的内部区域时，与反应区相邻的颗粒区域中的CO2分压/浓度增加，如上所述，这有利于式(1)中的反应物CaCO3。因此，由于CO2扩散出颗粒的内部受到阻碍，可能需要升高反应区中的温度以维持CaCO3向CaO的转化。
在非常高的温度(例如1300-1400℃)下，经历热分解的颗粒上的表面CaO会烧结，导致CaO层内的孔的数量和大小的显著减小。反过来，对于反应区中产生的CO2通过CaO层扩散出颗粒变得更困难，这使得CaCO3向CaO转化的速率减慢(或甚至停止)。当使用来自具有宽的粒度变化的来源的石灰石时，烧结是一个有待克服的挑战性问题。例如，当使用粒度为30mm至120mm的CaCO3颗粒的分布时，为了将最大的颗粒中的所有CaCO3转化为CaO，1300-1400℃的温度是合适的。然而，在这些温度下，许多较小的颗粒将烧结，阻止这些颗粒完全转化为CaO。可选地，在较低温度下，可以避免较小CaCO3的烧结，导致这些颗粒的较高的CaO转化率。但是在较低的温度下，并非较大颗粒中的所有CaCO3都转化为CaO，因为随着反应区进一步向颗粒的中心迁移，颗粒内部的热梯度不足以驱动式(1)中的反应。
在高温下大和小CaCO3两者中的孔容积的损失也可以负面地影响所生产的CaO颗粒的反应性。CaO与多种试剂(包括水)的反应性强烈地受孔的存在的影响。通常，所生产的CaO颗粒中的孔的数量和直径越大，颗粒的表面积越大。由于化学反应发生在颗粒的表面，所以许多反应的速率取决于它们发生在其上的颗粒的有效表面积。在所有其它条件相同的情况下，具有较大表面积的颗粒通常经历较快的反应，因为在每单位时间更大量的位点处发生反应。
因此，当将CaCO3颗粒加热至显著减小孔容积的温度时，不仅可能的是孔容积的减小将减弱CaCO3向CaO的转化，还可能的是孔容积的减小将使所得的CaO颗粒在如溶解于水中等随后的过程中的反应性较小。
可能存在于天然来源的CaCO3颗粒(例如石灰石颗粒)中的某些类型的杂质在较高的处理温度下也可以变得更麻烦。例如，某些杂质与CaO之间的反应在较高温度下增加。因此，由于与反应物材料中天然存在的杂质的反应和副产物的形成，使得一定百分比的CaO产物不可用。这降低了整体转化率并且导致较小“反应性”的CaO产物。
前述考虑意味着为了确保CaCO3向CaO的高转化率，并且生产反应性CaO产物，应该仔细地控制原料(CaCO3颗粒)的性质和反应条件。换言之，这些因素的组合以近100％的转化率生产高反应性产物。
关于粒度控制，通常获得具有宽范围粒度的原始石灰石块(chunks)并且将其冲击破碎以生产更小的颗粒。然后使用顺序筛(sequential sieves)将较小的颗粒分离成一定范围的粒度。该分选过程得到具有相对窄范围粒度的颗粒的分布。通常，颗粒分布的数量取决于用于分选冲击破碎后的颗粒的筛的数量和结构。在一些实施方案中，例如，获得三种不同的颗粒分布，各自对应于不同的平均粒度。
通过热分解处理的颗粒的分布通常具有仔细选择的范围的粒度。如上所述，粒度在转化过程的成功中起着重要作用。太大的颗粒可能不会完全转化为CaO，导致仍然包括可鉴别的量的CaCO3的不纯的产物。太小的颗粒也可能不能完全转化为CaO，因为烧结可以阻止CO2有效地扩散出颗粒的内部。另外，由于作为烧结的副产物的孔容积的减小，烧结可以得到具有低于预期反应性的CaO产物。
在一些实施方案中，用于生产CaO的CaCO3颗粒的平均粒度为约6mm。对于平均粒度为约6mm的颗粒的分布，粒度分布的半峰全宽(FWHM)为约4mm以下(例如，约3mm以下，约2mm以下，约1mm以下)。在某些实施方案中，用于生产CaO的CaCO3颗粒的平均粒度为约10mm。对于平均粒度为约10mm的颗粒的分布，粒度分布的半峰全宽(FWHM)为约4mm以下(例如，约3mm以下，约2mm以下，约1mm以下)。在一些实施方案中，用于生产CaO的CaCO3颗粒的平均粒度为约14mm。对于平均粒度为约14mm的颗粒的分布，粒度分布的半峰全宽(FWHM)为约4mm以下(例如，约3mm以下，约2mm以下，约1mm以下)。
在一些实施方案中，用于生产CaO的CaCO3颗粒具有4mm和8mm之间的粒度分布。在某些实施方案中，该颗粒具有8mm和12mm之间的粒度分布。在一些实施方案中，该颗粒具有12mm和16mm之间的粒度分布。
另一个重要的考虑是CaCO3反应物颗粒中杂质的存在。如上所述，CaCO3中的某些杂质可以与CaO产物反应，形成其中CaO被结合并且不再能用于后续反应的产物。作为一个实例，某些石灰石具有相对高的石英(即SiO2)浓度。石英与CaO反应，得到硅酸钙产物，2CaO·SiO2。换言之，每个SiO2分子与两个CaO分子反应，得到其中CaO不再能用于与包括水的大多数试剂反应的相对惰性的硅酸盐产物。
为了避免以这种方式生产低反应性的CaO产物，发现通常在式(1)中用于生产反应性CaO的CaCO3颗粒应该具有其中CaCO3的浓度为至少94％的化学组成。为了生产甚至更高反应性的CaO产物，反应物颗粒中CaCO3的浓度为95％以上(例如，97％以上，98％以上，99％以上，99.5％以上，99.9％以上)。
为了从CaCO3颗粒生产CaO颗粒，在炉中将CaCO3颗粒加热至相对高的温度。对于此目的可以使用各种不同的炉，包括但不限于卧式旋转炉、立式炉、自然通风炉、强制空气炉、强制通风炉、冷凝炉、一级或多级炉、调节炉、高炉、搅炼炉、反射炉、平炉和感应炉。炉可以包括一个以上的用于在转化过程期间测量炉内温度的温度测量装置。此类装置的实例包括但不限于热敏电阻、热电偶、电阻温度计、和硅带隙温度传感器。
为了有效地将CaCO3颗粒转化成CaO颗粒，将CaCO3颗粒加热至相对高的温度。通常，为了避免烧结和实现高转化率，甚至CaCO3颗粒的加热也是重要的。如上所述，将CaCO3颗粒加热至等于或大于最低温度的温度引发CaCO3的热分解。在一些实施方案中，例如，将CaCO3颗粒加热至大于900℃的温度(例如，大于950℃，大于1000℃，大于1050℃，大于1100℃，大于1150℃)以引发热分解。在某些实施方案中，温度在1000℃和1200℃之间(例如，在1050℃和1200℃之间，在1100℃和1200℃之间，在1150℃和1200℃之间)。
为了确保CaO颗粒的孔隙率基本不降低，可以将CaCO3颗粒的温度维持在低于最高温度。例如，在某些实施方案中，在整个热分解过程中将CaCO3颗粒的温度维持在低于1200℃的温度(例如，低于1150℃，低于1100℃，低于1050℃，低于1000℃)。
在CaCO3颗粒的热分解期间，可以将颗粒的温度维持在900℃和1200℃之间(例如在950℃和1200℃之间，在900℃和1150℃之间，在950℃和1150℃之间，在1000℃和1150℃之间，在1000℃和1100℃之间，在约1150℃下)。通过将CaCO3颗粒加热至发生热分解并且同时避免孔隙率的显著降低的温度，颗粒转化以形成反应性CaO颗粒相对快地发生。在一些实施方案中，例如，将CaCO3颗粒加热3.0小时以下(例如，2.75小时以下，2.50小时以下，2.25小时以下，2.0小时以下，1.75小时以下，1.5小时以下，1.25小时以下，1.0小时以下)的时间以形成CaO颗粒。在某些实施方案中，将CaCO3颗粒加热至少1.0小时(例如，至少1.5小时，至少2.0小时，至少2.5小时)的时间以形成CaO颗粒。在一些实施方案中，将CaCO3颗粒加热1.0小时和3.0小时之间(例如在1.5小时和3.0小时之间，在2.0小时和3.0小时之间)的时间。
在一些实施方案中，将CaCO3颗粒加热至恒定温度以实现向CaO颗粒的转化。然而，如上所述，由于在颗粒上形成CaO“壳”并且反应区朝向颗粒中心向内迁移，需要更大的热梯度以确保反应区中的温度达到分解反应的最低温度。因此，在某些实施方案中，加热发生在两个以上的阶段，其中各阶段的温度高于紧接的前一个阶段，并且各阶段发生总加热时间的一部分。例如，在两阶段加热过程中，首先将CaCO3颗粒加热至900-1150℃范围内的温度5分钟至1小时的时间，然后加热至1150-1200℃范围内的温度5分钟至1小时的时间。作为另一个实例，在三阶段加热过程中，首先将CaCO3颗粒加热至900℃和1000℃之间的温度，然后加热至1000℃和1100℃之间的温度，然后加热至1100℃和1200℃之间的温度。各阶段可进行5分钟至2小时之间的时间。
通常，可以实施涉及任意数量的步骤，对于各步骤从900℃至1200℃的任意温度范围，以及对于各步骤在5分钟和3小时之间的任意时间的多阶段加热过程。通过使用多阶段加热过程，随着反应区在颗粒内迁移可以调整CaCO3颗粒内的热梯度，这可以允许更高的转化率并且可以缩短总转化时间。
在一些实施方案中，可以随着从较低温度极限至较高温度极限连续温度提高实施加热过程。通常，对于此目的可以使用900℃至1200℃的较低和较高温度极限。例如，在加热时间内，可以在900-1000℃范围内的第一温度和1100-1200℃范围内的第二温度之间线性地提高温度。
类似于温度的逐步提高，可以使用连续的温度提高来使CaCO3颗粒内的温度梯度与反应区的迁移相匹配。在一些实施方案中，温度可以线性地变化(即提高)。然而，也可以使用非线性温度变化。特别是，例如，在预期反应区的迁移通过CaCO3颗粒随时间非线性地发生的情况下，温度也可以随时间非线性地提高。
在前述方法中，基于来自温度测量装置的测量建立并且维持炉内温度。此种测量使得实现特定的温度，并且用于在热分解过程期间监测炉内的温度。温度测量可以用作反馈信号来控制过程的任意阶段的炉加热。
使用上述公开的方法，由CaCO3生产反应性CaO。“反应性”CaO是与水快速反应，导致更快溶解的CaO。对于工业规模的磷酸钙组合物的生产，更快溶解是重要的，因为生产的Ca(OH)2水溶液是组合物生产中的关键试剂。
如上所述生产的CaO与水的反应性是CaO表面积、孔隙率、粒度和纯度的产物。将上述方法设计为得到具有各方面有利属性(attributes)的CaO产物，确保它们将是高反应性的。例如，使用上述公开的方法，CaO颗粒的表面积为至少6.0m2/g(例如，至少8.0m2/g，至少10.0m2/g，至少12.0m2/g，至少14.0m2/g，至少20.0m2/g)。
该方法也得到具有相对高孔隙率的CaO颗粒。例如，如上所述生产的CaO颗粒具有至少15.0cm3/g(例如，至少20.0cm3/g，至少25.0cm3/g，至少30.0cm3/g，至少35.0cm3/g，至少40.0cm3/g，至少50.0cm3/g)的比孔隙率。
如上所述生产的CaO颗粒具有与用于生产CaO颗粒的CaCO3粒度的分布相匹配的相对窄的粒度分布。在一些实施方案中，例如，CaO颗粒的分布具有6mm的平均粒度和4mm以下(例如，3mm以下，2mm以下，1mm以下)的FWHM。在某些实施方案中，CaO颗粒的分布具有10mm的平均粒度和4mm以下(例如，3mm以下，2mm以下，1mm以下)的FWHM。在一些实施方案中，CaO颗粒的分布具有14mm的平均粒度和4mm以下(例如，3mm以下，2mm以下，1mm以下)的FWHM。
在一些实施方案中，所生产的CaO颗粒具有4mm和8mm之间的粒度分布。在某些实施方案中，该颗粒具有8mm和12mm之间的粒度分布。在一些实施方案中，该颗粒具有12mm和16mm之间的粒度分布。
通过用相对纯的CaCO3颗粒开始并且将颗粒加热至相对高的温度(其使可能存在的某些杂质热化)，可以生产高纯度的CaO颗粒。在一些实施方案中，例如，如本文所公开的生产的CaO颗粒中的CaO浓度为97％以上(例如，98％以上，99％以上，99.5％以上，99.9％以上)。
CaO中残留的CaCO3浓度通常非常低。例如，在一些实施方案中，如上所述加热之后CaO颗粒中CaCO3的浓度为0.5％以下(例如，0.3％以下，0.1％以下，0.05％以下，0.01％以下，0.005％以下，0.001％以下)。
转化过程的整体效率通常非常高。将效率定义为在产物颗粒中转化为CaO的CaCO3颗粒中的CaCO3的百分比。通常，转化的效率为95％以上(例如，97％以上，99％以上，99.5％以上，99.9％以上，99.99％以上)。
氧化钙的反应性可以使用Wüher法确定。Wüher法测量氧化钙进行水合的能力。通过与水渐进反应(progressive reaction)(以形成氢氧化钙)并且用4N盐酸中和所得的碱性溶液来确定CaO样品的反应性。因为与水的反应发生在固体CaO颗粒和水溶液之间的界面处，所以CaO颗粒的比表面积对所确定的反应性指数具有显著的影响。
在试验期间，CaO与水反应时形成的碱性Ca(OH)2用盐酸中和，并且记录所用盐酸的体积。还记录从反应开始起经过的时间。更多反应性的CaO样品需要更大体积的盐酸以在较早时间中和，表明它们与水更快地反应。
图2是显示50g如本文所公开生产的反应性氧化钙材料(曲线202)，和50g两种商购可得的氧化钙材料(曲线204和206)的样品的Wüher试验结果的图。如图中所示，反应性氧化钙材料的反应性显著地高于商购可得的氧化钙材料的反应性。中和50g纯CaO所需的4N盐酸的最大理论体积为约446mL。曲线202中所示的反应性CaO需要418mL，非常接近理论值。
IV.磷酸钙组合物的生产
返回至图1，下一个步骤104包括通过将来自步骤102的反应性CaO颗粒溶解在水中来制备Ca(OH)2水溶液。应该注意，步骤108也涉及由步骤102中制备的反应性CaO颗粒制备Ca(OH)2水溶液。通常同时制备两种Ca(OH)2溶液，其中将适当量的活性CaO溶解于水中以制备各溶液。将反应性CaO颗粒溶解于水中，得到完全溶剂化的钙离子的碱性pH下的均匀溶液。因此，尽管使用反应性CaO制备溶液在更快的生产时间方面具有某些优点，但是也应该注意由其它CaO颗粒制备的Ca(OH)2溶液也可以用于制备如本文所公开的磷酸钙组合物。
两种溶液中钙离子(Ca2+)的浓度可以相同或不同。在浓度不同的情况下，取决于要生产的磷酸钙组合物的性质，第一Ca(OH)2溶液中的钙离子浓度可以大于或小于第二Ca(OH)2溶液中的钙离子浓度。
在一些实施方案中，第一溶液中钙离子的浓度为1.0mol/L以上(例如，1.25mol/L以上，1.5mol/L以上，1.75mol/L以上，2.0mol/L以上，2.5mol/L以上，3.0mol/L以上)。在某些实施方案中，第二溶液中钙离子的浓度为1.0mol/L以上(例如，1.25mol/L以上，1.5mol/L以上，1.75mol/L以上，2.0mol/L以上，2.5mol/L以上，3.0mol/L以上)。
接着，在步骤106中，将磷酸(H3PO4)的水溶液添加至第一Ca(OH)2溶液以最终产生Ca(H2PO4)2的含水浆料。作为溶液中稳定的中间体物质的该化合物的产生是整个合成方法中的关键步骤，因为Ca(H2PO4)2中间体物质用作多种最终磷酸钙组合物可以从其产生的常见的“基本(baseline)”化合物。
为了产生Ca(H2PO4)2中间产物，在搅拌下将H3PO4溶液缓慢添加至第一Ca(OH)2溶液。例如，可以使用溶液中的两个反向旋转叶片实施搅拌。重要的是不要太快地添加H3PO4溶液，否则无定形Ca3(PO4)2会从溶液沉淀。一旦以这种相对惰性的形式沉淀，钙离子和磷酸根离子不再可以用于合成方法中的进一步步骤。在一些实施方案中，H3PO4溶液中的磷酸浓度为4.0mol/L以上(例如，4.5mol/L以上，5.0mol/L以上，5.25mol/L以上，5.50mol/L以上，5.75mol/L以上)。
缓慢添加H3PO4溶液的要求起因于磷酸根离子的多价性质。在不同pH值的水溶液中，磷酸根离子可以以其完全去质子化形式PO4 3-、以其双去质子化形式HPO4 2-、和以其单去质子化形式H2PO4 -多样地存在。当溶液的pH以可控的方式缓慢变化时，可以产生磷酸根离子的这些阴离子形式的每一种。然而，当溶液的pH迅速地变化并且作为pH变化的结果溶液中存在相对不溶性的磷酸盐的抗衡离子时，倾向于发生盐的沉淀。
实际上，当pH变化不太快时，各种形式的磷酸根阴离子形成多级缓冲溶液。但是，当例如将大量的酸添加至溶液时，溶液的缓冲性质被压制，并且盐的沉淀-在可能的情况下-倾向于发生。
在搅拌下H3PO4溶液的缓慢添加确保Ca(OH)2溶液的pH缓慢地变化，并且那些不溶性的磷酸盐不会从溶液沉淀。随着溶液的pH缓慢降低，可以在天然缓冲的溶液中产生各中间体磷酸根离子物质，直至磷酸二氢盐中间产物Ca(H2PO4)2作为浆料产生。
在图3的图中示意性地示出了合并的Ca(OH)2和H3PO4溶液的pH变化的方式。最初，第一Ca(OH)2溶液具有约12的pH。添加H3PO4溶液使得合并溶液的pH在一系列阶段中降低。在第一阶段中，在搅拌下缓慢持续添加H3PO4溶液，直至溶液pH达到如图3中的平台(plateau)区域302所示的8.5和9.5之间的值。溶液的pH稳定在此值，并且通过PO4 3-和HPO4 2-离子之间的缓冲来维持。
在已经达到第一阶段的pH并且溶液pH稳定至少1分钟后，在第二阶段中在搅拌下缓慢地重新开始添加H3PO4溶液，直至溶液的pH达到由图3中的平台区域304表示的3.5和4.5之间的值。在该pH值，溶液的pH稳定并且通过HPO4 2-和H2PO4 -离子之间的缓冲来维持。
在已经达到第二阶段pH并且稳定至少1分钟之后，将另外的H3PO4溶液在搅拌下缓慢地添加至合并溶液，直至合并溶液的pH达到由图3中的平台区域306表示的1和2之间(并且特别是，在1.4和1.7之间)的值。在该pH值，磷酸根离子向H2PO4 -离子的转化被优化(或大约最佳)，并且盐Ca(H2PO4)2从溶液微弱地沉淀，因为它是轻度不溶性的。
如果不发生三个阶段302、304和306的各阶段的溶液pH的稳定，例如由于H3PO4溶液过快地添加，则如上所述惰性和无定形Ca3(PO4)2将从溶液沉淀，这显著地降低生产的感兴趣的磷酸钙组合物的总产率。即，当H3PO4水溶液过快地添加使得溶液中瞬间存在大过量浓度的PO4 3-时，结果是相对不溶性的固体Ca3(PO4)2的快速沉淀。
在某些实施方案中，为了调整随着添加H3PO4溶液的pH变化的速率，可以控制H3PO4溶液的温度。例如，H3PO4溶液的温度在0℃和40℃之间(例如，在5℃和15℃之间，在5℃和30℃之间，在10℃和40℃之间，在15℃和25℃之间，在15℃和40℃之间，在20℃和40℃之间，在25℃和40℃之间，在30℃和40℃之间)。
接着，在步骤108中，由原位Ca(H2PO4)2中间产物制备磷酸钙组合物。为了制备磷酸钙组合物，将第二Ca(OH)2溶液在搅拌下缓慢地添加至Ca(H2PO4)2浆料。第二Ca(OH)2溶液的添加增大了Ca(H2PO4)2浆料的pH。如上所述，第二Ca(OH)2溶液中的钙离子浓度不同于第一Ca(OH)2溶液中钙离子的浓度。钙离子和磷酸根离子的相对摩尔比以及合并Ca(H2PO4)2浆料的pH和第二Ca(OH)2溶液控制所生产的磷酸钙组合物的化学计量，并且还影响组合物的物理性质。
通常，浆料中钙离子与磷酸二氢根离子的摩尔比影响产物磷酸钙组合物中相的数量和相的化学组成。在一些实施方案中，磷酸二氢钙离子与氢氧化钙离子的摩尔比为约0.25:1至约4:1(例如，约0.4:1至约1.17:1，约0.5:1至约1.1:1，约1:1.7，约1:1)。
在添加全部的第二Ca(OH)2溶液后，产物溶液的最终pH取决于第二Ca(OH)2溶液的浓度和体积。在一些实施方案中，最终pH在6.0和8.0之间(例如，在6.5和7.5之间，约7.0)。在某些实施方案中，最终pH在9.0和13.0之间(例如，在10.0和13.0之间，在11.0和13.0之间，在11.5和12.5之间，约12.0)。
第二Ca(OH)2溶液向浓Ca(H2PO4)2浆料的添加通常缓慢地发生以避免半固体物质的形成。最终产物磷酸钙组合物以约12:1的水:产物比作为含水浆料而获得。在步骤110中，在产物磷酸钙组合物作为浆料形成之后，将浆料分离并且纯化。为了分离产物组合物，可以在旋转炉中将浆料加热以除去一些水，得到水:产物比为约4:1的减少的混合物。然后在第二炉中将减少的混合物加热以除去残留的水，得到固体形式的磷酸钙组合物。通常使用这种两阶段分离和纯化过程以避免产生难以机械处理的硬块形式的固体磷酸钙组合物。可以在合成方法的上游将在两个干燥阶段期间蒸发的工艺用水回收并且重新使用以产生额外量的第一和第二Ca(OH)2溶液。
为了得到具有期望粒度的磷酸钙产物，可以将固体磷酸钙组合物机械地研磨成具有期望粒度分布的颗粒。在微粒化器中的进一步处理可以用于生产用于特定应用的非常小的颗粒。可以通过将不同批次的相同产物磷酸钙组合物研磨和筛分以得到不同平均粒度和粒度分布的颗粒，然后将这些批次合并以得到具有双峰或其它多峰的粒度分布的磷酸钙组合物来生产具有双峰和其它多峰的粒度分布的磷酸钙组合物。
通过对产物进行热冲击处理，可以产生甚至更小的颗粒(例如，微米和/或纳米大小的颗粒)。热冲击处理也可以用于引入和/或增加产物磷酸钙组合物中孔的分布和大小。在该程序中，产物组合物的温度在上述分离和纯化的第二阶段期间迅速地增加。随着温度升高为高于在其它固体产物组合物中捕集的水的沸点时，水转化成蒸汽。随着蒸汽从产物组合物的颗粒逸出，颗粒的内部结构受到破坏，在颗粒中产生孔和通道。
可以如下进行热冲击处理。将烘箱加热至约500℃的温度，并且将部分产物-温度在20-30℃之间-缓慢地引入，使得烘箱内的温度保持在高于约450℃。将各部分产物在450-500℃的烘箱中加热约15分钟以实施热冲击。
由热冲击处理所得的产物组合物的孔隙率的增加显著地取决于产物组合物的颗粒被加热至的温度。在一些实施方案中，将产物颗粒加热至200℃以上(例如，300℃以上，400℃以上，500℃以上，600℃以上，700℃以上，800℃以上，900℃以上)的温度。在热冲击处理期间产物颗粒的温度的提高通常为至少400℃(例如，至少450℃，至少500℃，至少550℃，至少600℃，至少700℃)。通常将颗粒加热5分钟和30分钟之间(例如，5分钟和20分钟之间，10分钟和30分钟之间，10分钟和20分钟之间，30分钟以下，20分钟以下，15分钟以下，10分钟以下)的持续时间。
在将磷酸钙组合物分离和纯化后，可以对组合物进行进一步的热处理以调整相的分布和/或产物组合物的形态。在一些实施方案中，例如，所生产的磷酸钙组合物可以在约40℃至约1200℃(例如，约40℃至约1200℃，约75℃至约1200℃，约100℃至约1200℃，约150℃至约250℃，约150℃至约1200℃，约180℃至约220℃，约250℃至约1200℃，约350℃至约1200℃，约450℃至约1200℃，约550℃至约1200℃，约600℃至约1200℃，约650℃至约1200℃，约700℃至约1200℃，约750℃至约1200℃，约775℃至约1200℃，约800℃至约1200℃，约850℃至约950℃，约850℃至约1200℃，约900℃至约1200℃，约950℃至约1200℃，约1000℃至约1200℃，约1050℃至约1200℃，约1100℃至约1200℃)的温度下加热。在任意上述温度范围内的加热可以进行约0.25小时至约5小时(例如，约1.5小时至约5小时，约1小时至约3小时，约1.5小时至约2.5小时)的时间。
V.磷酸钙组合物
使用本文公开的合成方法，并且通过对上述各种反应条件和试剂进行适当的控制，可以生产多种磷酸钙组合物。通常，除了生产非官能化的磷酸钙产物组合物之外，本文公开的方法还可以用于生产以一个以上的取代基为特征的取代的磷酸钙组合物，该取代基包括但不限于卤化物基团和氢氧化物基团。合适的卤化物可以包括例如氟化物、氯化物、溴化物和碘化物。磷酸钙组合物通常可以包括一个以上的卤化物取代基和/或一个以上的氢氧化物取代基。应该理解，除非另有明确说明，以下讨论同样适用于取代的磷酸钙组合物和未取代的磷酸钙组合物。
可以使用本文公开的方法生产的磷酸钙组合物的实例包括但不限于磷酸二氢钙、磷酸氢钙、磷酸三钙、羟基磷灰石、氟磷灰石、氯磷灰石、磷灰石、磷酸八钙、二相磷酸钙、磷酸四钙、β-磷酸三钙和无定形磷酸钙。在一些实施方案中，所生产的磷酸钙组合物包括选自由羟基磷灰石、β-磷酸三钙和无定形磷酸钙组成的组的一种以上的磷酸钙。
在一些实施方案中，所生产的磷酸钙组合物具有0％至100％(例如，0％至约30％，约30％至约70％，约70％至100％，约45％至约55％，约25％至约35％)的无定形磷酸钙的摩尔百分比。在某些实施方案中，磷酸钙组合物完全由无定形磷酸钙组成。在一些实施方案中，所生产的磷酸钙组合物具有0％至100％(例如，0％至约30％，约30％至约70％，约70％至100％，约5％至约15％，约25％至约35％，约30％至约40％，约45％至约55％)的β-磷酸三钙的摩尔百分比。在某些实施方案中，磷酸钙组合物完全由β-磷酸三钙组成。在一些实施方案中，所生产的磷酸钙组合物具有0％至100％(例如，0％至约30％，约30％至约70％，约70％至100％，约5％至约15％，约10％至约20％，约55％至约65％，约85％至约90％，约95％至100％)的羟基磷灰石的摩尔百分比。在某些实施方案中，磷酸钙组合物完全由羟基磷灰石组成。
(1)单相磷酸钙
在一些实施方案中，根据本文公开的方法生产的磷酸钙组合物是单相磷酸钙组合物(MpCP)。单相磷酸钙组合物可以包括选自由磷酸二氢钙、磷酸氢钙、磷酸三钙、羟基磷灰石、氟磷灰石、氯磷灰石、磷灰石、磷酸八钙、二相磷酸钙、磷酸四钙、β-磷酸三钙和无定形磷酸钙组成的组的磷酸钙化合物。
(2)二相磷酸钙
在一些实施方案中，根据本文公开的方法生产的磷酸钙组合物是二相磷酸钙组合物(BpCp)。在一些实施方案中，二相磷酸钙组合物包括选自由磷酸二氢钙、磷酸氢钙、磷酸三钙、羟基磷灰石、氟磷灰石、氯磷灰石、磷灰石、磷酸八钙、二相磷酸钙、磷酸四钙、β-磷酸三钙和无定形磷酸钙组成的组的两种磷酸钙化合物。
在一些实施方案中，二相磷酸钙组合物包括羟基磷灰石和β-磷酸三钙。羟基磷灰石与β-磷酸三钙的摩尔比可以为约1:100至约50:50(例如，约10:90至约50:50，约20:80至约50:50，约30:70至约50:50，约40:60至约50:50)。在一些实施方案中，羟基磷灰石与β-磷酸三钙的摩尔比为约1:100至约50:50(例如，约90:10至约50:50，约80:20至约70:30，约60:40至约50:50，约80:20至约95:5，约55:45至约75:25，约90:10，约60:35)。
在一些实施方案中，二相磷酸钙组合物包括羟基磷灰石和无定形磷酸钙。羟基磷灰石与无定形磷酸钙的摩尔比可以为约1:100至约50:50(例如，约10:90至约50:50，约20:80至约50:50，约30:70至约50:50，约40:60至约50:50)。在一些实施方案中，羟基磷灰石与无定形磷酸钙的摩尔比为约1:100至约50:50(例如，约90:10至约50:50，约80:20至约70:30，约60:40至约50:50)。
在一些实施方案中，二相磷酸钙组合物包括β-磷酸三钙和无定形磷酸钙。β-磷酸三钙与无定形磷酸钙的摩尔比可以为约1:100至约50:50(例如，约10:90至约50:50，约20:80至约50:50，约30:70至约50:50，约40:60至约50:50)。在一些实施方案中，β-磷酸三钙与无定形磷酸钙的摩尔比为约1:100至约50:50(例如，约90:10至约50:50，约80:20至约70:30，约60:40至约50:50)。
(3)三相磷酸钙
在一些实施方案中，根据本文公开的方法生产的磷酸钙组合物是三相磷酸钙组合物(TpCP)。在一些实施方案中，三相磷酸钙组合物包括选自由磷酸二氢钙、磷酸氢钙、磷酸三钙、羟基磷灰石、氟磷灰石、氯磷灰石、磷灰石、磷酸八钙、二相磷酸钙、磷酸四钙、β-磷酸三钙和无定形磷酸钙组成的组的三种磷酸钙化合物。
在一些实施方案中，三相磷酸钙组合物以约10:35:55、约10:40:50、约20:30:50、约20:35:45、约15:30:55、约15:40:45、约15:35:50、约5:65:30、约5:60:35、约15:55:30、约15:60:25、约10:55:35、约10:65:25或约10:60:30的摩尔比包括羟基磷灰石、β-磷酸三钙和无定形磷酸钙。
在其中三相磷酸钙组合物包括羟基磷灰石、β-磷酸三钙和无定形磷酸钙的某些实施方案中，组合物中各化合物的分数可以为0％至约95％(例如，10％至约80％，20％至约70％，30％至约60％，30％至约90％，20％至约90％，10％至约90％，30％至约70％，20％至约70％，10％至约70％，20％至约50％，10％至约50％)。
(4)物理性质
通常，使用本文公开的方法可以生产具有相对宽范围的比表面积的磷酸钙组合物。例如，组合物可以具有约30m2/g至约90m2/g(例如，约40m2/g至约90m2/g，约50m2/g至约90m2/g，约60m2/g至约90m2/g，约70m2/g至约90m2/g，约80m2/g至约90m2/g)的比表面积。在一些实施方案中，组合物的比表面积为50m2/g以上(例如，60m2/g以上，70m2/g以上，80m2/g以上，85m2/g以上，90m2/g以上)。
使用扫描电子显微镜测量的所生产的磷酸钙组合物的平均粒度(即，最大颗粒尺寸的平均大小)为约100nm至约50μm(例如，约500nm至约50μm，约1μm至约50μm，约5μm至约50μm，约10μm至约50μm，约15μm至约30μm，约20μm至约30μm，约20μm至约50μm，约30μm至约50μm，约40μm至约50μm)。
在某些实施方案中，如本文公开所生产的磷酸钙组合物的比孔隙率在约0.1cm3/g和约0.25cm3/g之间(例如，约0.1cm3/g和约0.17cm3/g之间，约0.15cm3/g和约0.25cm3/g之间，约0.15cm3/g和0.17cm3/g之间，大于约0.15cm3/g)。
如本文公开生产的磷酸钙组合物的颗粒具有定义为沿任意方向的最大总颗粒尺寸与沿与最大总颗粒尺寸正交的任意方向的最大颗粒尺寸的比的纵横比。通过调整步骤108中产物浆料的最终pH并且加热所生产的磷酸钙组合物，可以生产具有多种不同纵横比的颗粒。例如，在一些实施方案中，所生产的磷酸钙组合物的平均纵横比为5:1以上(例如，10:1以上，25:1以上，50:1以上，100:1以上，200:1以上，300:1以上，500:1以上，750:1以上)。
钙离子和磷酸二氢根离子的摩尔比、产物浆料的最终pH和生产的磷酸钙组合物的后纯化加热也影响组合物的结晶度。在某些实施方案中，例如，磷酸钙组合物的结晶度大于50％(例如，大于60％，大于70％，大于80％，大于90％，大于95％，大于98％，大于99％)。
实施例
以下具体实施例旨在进一步说明本文公开的方法和组合物的方面，但不旨在以任何方式限制本公开的范围。
实施例包括已经生产的磷酸钙组合物的各种物理性质的测量。为了测量物理性质，使用各种技术和仪器。使用X射线衍射(XRD)进行组合物的分析以确定热处理之前和热处理之后组合物中相的比例。在扫描速率为0.06度/秒的情况下，在具有在40kW和20mA下操作的辐射Cu-Kα的Philips衍射仪上分析组合物。基于XRD光谱曲线下面积的积分来进行磷酸钙(例如，BpCP和TpCP组合物中的羟基磷灰石、β-磷酸三钙和无定形磷酸钙)的百分比的计算。结晶度测量也使用XRD分析来确定。
对使用分子筛分离的标称粒度(nominal particle sizes)在38μm和53μm之间的组合物进行激光衍射、扫描电子显微镜法和氮测比重法测量，以确定粒度分布。也使用激光衍射法与粒度分析仪(CILAS 1064仪器，购自CILAS，Orleans，France)组合对某些组合物进行粒度分布的测量。
也使用在25kV下操作的扫描电子显微镜法(SEM)(JEOL 6300扫描电子显微镜，购自JEOL USA，Peabody，MA)进行颗粒形态的分析。使用能量色散X射线分析(EDXA)进行化学微量分析以测量组合物中的Ca/P比，并且鉴别潜在的污染物。通过在QuantachromeAutosorb仪器(购自Quantachrome，Boynton Beach，FL)中的氮吸附来确定磷酸钙的比表面积。
实施例1.二相磷酸钙组合物(90％羟基磷灰石，10％β-磷酸三钙)的制备
步骤1：氢氧化钙混合物的制备
将水(2L)冷却至约20-26℃之间的温度，然后在搅拌下添加反应性氧化钙(509.3g，9.08mol，95％纯度，如本文所述制备)。反应完成后，将所得氢氧化钙混合物通过100目(0.149mm)过滤器过滤并且冷却至22℃。
步骤2：磷酸二氢钙混合物的制备
将磷酸(29％,2L)冷却至10℃的温度，并且在以200转/分钟搅拌下以30g/min的速度将其添加至步骤1的一部分氢氧化钙混合物。所得磷酸二氢钙混合物的pH为3。
步骤3：无定形磷酸钙的制备
在以200转/分钟搅拌下以30g/min的速度将磷酸二氢钙混合物添加至另一部分氢氧化钙混合物，并且所得反应混合物的pH为12。然后将反应混合物在200℃下干燥以生产无定形磷酸钙。将聚集的颗粒机械地破碎，并且将所得颗粒在325目(0.044mm)下筛分用于X射线衍射分析。
步骤4：二相磷酸钙组合物(90％羟基磷灰石，10％β-磷酸三钙)的制备
将一部分无定形磷酸钙在900℃下煅烧4.0小时以生产二相磷酸钙(90％羟基磷灰石，10％β-磷酸三钙)，其使用X射线衍射来分析。
实施例2.三相磷酸钙(15％羟基磷灰石，35％β-磷酸三钙，50％无定形磷酸钙)的制备
步骤1：氢氧化钙混合物的制备
将水(2L)冷却至约20-26℃之间的温度，然后在强烈搅拌下添加反应性氧化钙(509.3g，9.08mol，95％纯度，根据美国专利申请No.62/232,999中提供的程序制备)。反应完成后，将所得氢氧化钙混合物通过100目(0.149mm)过滤器过滤并且冷却至22℃。
步骤2：磷酸二氢钙混合物的制备
在以200转/分钟搅拌下以30g/min的速度将22℃温度的磷酸(31.6％,2L)添加至来自步骤1的一部分氢氧化钙混合物。所得磷酸二氢钙混合物的pH为2。
步骤3：三相磷酸钙(15％羟基磷灰石，35％β-磷酸三钙，50％无定形磷酸钙)的制备
在pH为11、以200转/分钟搅拌下以30g/min的速度将磷酸二氢钙混合物添加至另一部分氢氧化钙混合物。将产物在200℃下干燥以生产三相磷酸钙(15％羟基磷灰石，35％β-磷酸三钙，50％无定形磷酸钙)。将聚集的颗粒机械地破碎，并且将所得颗粒在325目(0.044mm)下筛分用于X射线衍射分析。
实施例3.二相磷酸钙(65％羟基磷灰石，35％β-磷酸三钙)的制备
将一部分无定形磷酸钙(根据实施例2,步骤1-3的程序制备)在900℃下煅烧4.0小时以生产二相磷酸钙(90％羟基磷灰石，10％β-磷酸三钙)，其使用X射线衍射来分析。
实施例4.三相磷酸钙(10％羟基磷灰石，60％β-磷酸三钙，30％无定形磷酸钙)的制备
步骤1：氢氧化钙混合物的制备
将水(4L)冷却至40-60℃之间的温度，然后在强烈搅拌下添加反应性氧化钙(509.3g，9.08mol，95％纯度，根据本文所述的程序制备)。反应完成后，将所得氢氧化钙混合物通过100目(0.149mm)过滤器过滤并且冷却至22℃。
步骤2：磷酸二氢钙混合物的制备
在以200转/分钟搅拌下以30g/min的速度将22℃温度的磷酸(34.0％,3L)添加至来自步骤1的一部分氢氧化钙混合物。所得磷酸二氢钙混合物的pH为1。
步骤3：三相磷酸钙(10％羟基磷灰石，60％β-磷酸三钙，30％无定形磷酸钙)的制备
在以200转/分钟搅拌下以30g/min的速度将来自步骤2的磷酸二氢钙混合物添加至步骤1的另一部分氢氧化钙混合物，并且所得反应混合物的pH为10。然后将反应混合物在200℃下干燥以生产三相磷酸钙(10％羟基磷灰石，60％β-磷酸三钙，30％无定形磷酸钙)。将聚集的颗粒机械地破碎，并且将所得颗粒在325目(0.044mm)下筛分用于X射线衍射分析。
表1显示三相磷酸钙(10％羟基磷灰石，60％β-磷酸三钙，30％无定形磷酸钙)的性质。使用Fraunhofer方法和扫描电子显微镜法通过激光衍射来测量粒度分布。通过使用X射线衍射的Scherrer方法来计算最小颗粒的粒度。通过扫描电子显微镜法来测量纵横比。通过氮测比重法来确定比表面积、微孔和中孔体积、以及孔的平均直径。
表1.三相磷酸钙(10％羟基磷灰石，60％β-磷酸三钙，30％无定形磷酸钙)的性质
实施例5.羟基磷灰石组合物的可选的制备
步骤1：氢氧化钙混合物的制备
将水(5L)冷却至40-60℃之间的温度，然后在强烈搅拌下添加反应性氧化钙(436.7g，7.79mol，95％纯度，根据美国专利申请No.62/232,999中提供的程序制备)。反应完成后，将所得氢氧化钙混合物通过100目(0.149mm)过滤器过滤并且冷却至22℃。
步骤2：磷酸二氢钙混合物的制备
在以200转/分钟搅拌下以30g/min的速度将22℃温度的磷酸(30.5％,5L)添加至氢氧化钙混合物。所得磷酸二氢钙混合物的pH为1。
步骤3：羟基磷灰石组合物的制备
在以200转/分钟搅拌下以30g/min的速度将步骤2的磷酸二氢钙混合物添加至步骤1的第一氢氧化钙混合物，并且所得反应混合物的pH为7。然后将反应混合物在200℃下干燥。将所得聚集的颗粒机械地破碎，并且将颗粒在325目(0.044mm)下筛分。然后将颗粒在950℃下煅烧4.0小时以生产羟基磷灰石组合物，其使用X射线衍射来分析。
实施例6.无定形磷酸钙
结合实施例1如上所述制备无定形磷酸钙的另一样品，并且测量其性质。表2总结了测量结果。使用Fraunhofer方法和扫描电子显微镜法通过激光衍射来测量粒度分布。通过使用X射线衍射的Scherrer方法来计算最小颗粒的粒度。通过扫描电子显微镜法来测量纵横比。通过氮测比重法来确定比表面积、微孔和中孔体积、以及孔的平均直径。
表2.无定形磷酸钙的性质
图4为以强度(CPS)作为散射角(2θ)的函数表示的、与二氧化碳饱和后的无定形磷酸钙的X射线衍射图(曲线402)叠加的无定形磷酸钙样品的X射线衍射图(曲线400)。在曲线400和402中的峰强度之间观察到显著的差异。
图5A和5B分别为在500倍放大倍数和1500倍放大倍数下的无定形磷酸钙的SEM显微照片。图像显示无定形磷酸钙由形成附聚物(agglomerate)的小的不规则形状的颗粒和板组成。也可以观察到纳米颗粒，其附着至形成簇的较大的不规则颗粒。认为这些簇，与观察到的孔隙率一起，有助于无定形磷酸钙的高表面积。
实施例7.三相磷酸钙
使用结合实施例4如上所述的方法制备由10％羟基磷灰石、60％β-磷酸三钙、和30％无定形磷酸钙组成的三相磷酸钙的样品，并且测量其性质。表3总结了测量结果。通过激光衍射(CILAS)来测量粒度测量和分布并且通过SEM测量来确认。通过使用X射线衍射的Scherrer方法来计算最小颗粒的粒度。通过扫描电子显微镜法来测量纵横比。通过氮测比重法来确定比表面积、微孔和中孔体积、以及孔的平均直径。
表3.三相磷酸钙(10％羟基磷灰石，60％β-磷酸三钙，30％无定形磷酸钙)的性质
使用BET技术来确定表3中报道的比表面积、微孔和中孔的体积和平均直径。这些数据显示了三相磷酸钙和二相磷酸钙之间的比表面积、孔的体积、平均直径和分布的显著差异。使用BET方程来计算三相磷酸钙的表面积。尽管用氮的BET方法对于具有对应于该样品的类型的等温线的材料的表面积的计算不能一致地提供准确的估计，但这些结果定性地证实颗粒具有大的表面积。图6是使用扫描电子显微镜产生的显微照片，显示了生产的部分三相磷酸钙组合物。
实施例8.二相磷酸钙
测量由90％羟基磷灰石和10％β-磷酸三钙组成的二相磷酸钙的样品，其中测量结果总结在表4中。
表4.二相磷酸钙(90％羟基磷灰石，10％β-磷酸三钙)的性质
使用Scherrer公式从SEM图像，以及从激光衍射(CILAS)测量来确定表4中的粒度分布。由SEM和激光衍射提供的粒度分布之间的比较显示可能起因于颗粒簇的这两种结果之间的显著差异。一种可能的解释是由于因ζ电位引起的颗粒附聚，例如由表面电荷引起的凝集(agglutination)因子和附聚物而不是单个颗粒的可能的测量粒度。当孔隙率非常低时，通过氮比重瓶测量颗粒的密度并且接近羟基磷灰石的理论密度(例如，3.2g/cm3)。
使用BET方法来确定比表面积、微孔和中孔的体积和平均直径。通过BET方程来计算表面积(被分析的三个样品的平均值)。应该注意，用氮的BET方法对于所有材料的表面积的计算不能一致地提供准确的估计。因此，虽然这些结果证实颗粒具有大的表面积，但是当定性地解释时它们是最有用的。
图7A和7B是在50倍放大倍数(图7A)和5000倍放大倍数(图7B)下的二相磷酸钙样品的SEM图像。这些显微照片表明二相磷酸钙粉末包括形成具有不规则形状的簇的颗粒和小板。观察到纳米颗粒附着至可增加颗粒的表面积的较大颗粒。通过由SEM进行的测量来确认由在38μm和53μm之间筛选获得的二相磷酸钙组合物颗粒的粒度分布。
实施例9.X-射线衍射测量
表5显示了实施例1-5中制备的磷酸钙组合物的以θ为单位的X射线衍射峰值、和相关强度。
表5.X射线衍射峰值和强度
实施例10.含羟基磷灰石组合物的合成
使用本文公开的方法制备一系列命名为CP14-CP28的磷酸钙组合物。制备溶解在2500L去离子水中的250kg反应性CaO的溶液，搅拌20分钟以完成溶解，形成Ca(OH)2溶液。使用网筛#100(149μm)、#170(88μm)和#270(53μm)将溶液过滤。还通过将406kg固体磷酸溶解在406kg去离子水中制备50％磷酸溶液。经120分钟的总时间在持续搅拌下以6.8kg/min的速度将磷酸溶液添加至Ca(OH)2溶液。形成的磷酸二氢钙浆料的最终pH为1.66。
通过在持续搅拌下经20分钟的时间将250kg反应性CaO溶解于3000kg去离子水中来制备第二Ca(OH)2溶液。使用筛#100(149μm)、#170(88μm)和#270(53μm)将第二Ca(OH)2溶液过滤。
然后以17.4kg/min的速度在控制搅拌下经150分钟将第二Ca(OH)2溶液添加至磷酸二氢钙浆料。所得浆料的最终pH为7.4。在不添加任何其它试剂的情况下继续搅拌浆料另外的30分钟，直至达到流变平衡。
如上所述将样品干燥。在干燥期间，将样品CP14-CP20进行热冲击以调整孔隙率和比表面积。使用325目过滤器将样品CP14筛分以得到平均粒度为44微米的样品。也将样品CP17-CP19筛分以得到具有在0.3mm至3.35mm范围内的颗粒分布的样品。将样品CP20进行粉碎(comminution)以得到具有在2mm和4mm之间的粒度的样品。所有样品首先在200℃的气炉中干燥，然后在300℃的电炉中干燥6小时。然后将样品CP15和CP16进行另外的热处理：将CP15加热至500℃的温度1小时的时间，同时将CP16加热至600℃的温度1小时的时间。
获得几个样品的SEM图像。图8A-8C是在不同放大倍数下的样品CP14的SEM图像，图9A和9B是样品CP15的SEM图像，图10A和10B是样品C16的SEM图像，图11是样品CP19的SEM图像，以及图12是样品CP20的SEM图像。图13是显示来自样品CP14的X射线散射的图，以及图14是显示对样品CP14的红外吸收测量的图。
使用BET方法使用Autosorb-6B仪器和脱气机(来自QuantachromeInstruments,Germany)对样品CP14-CP19进行比表面积测量。对于吸附和脱附测量使用氮气。测量的比表面积(对于样品CP14-CP19以m2/g为单位)分别为62.4、47.5、39.7、60.5、61.5和60.8。使用相同的分析方法也进行比孔隙率的测量；对于各样品，比孔隙率在25cm3/g和35cm3/g之间。
表6显示了各种含HA的样品的反应条件和性质。在表6中，“分离后处理”栏中的数据表示样品的任意分离后处理(post-isolation processing)的温度和持续时间。“相”栏中的数据表示样品中鉴别的相，“结晶度(％)”栏中的数据表示样品的测量的结晶度值，以及“表面积(m2/g)”栏中的数据对应于以m2/g为单位的样品的表面积测量。
表6.样品CP14-CP27的性质
实施例11.单相和多相组合物的合成
使用本文公开的一般方法制备一系列命名为CP02-CP11和RWK03-RWK21的磷酸钙组合物。
为了制备样品CP02-CP11，制备163kg反应性CaO溶解在1800L去离子水中的溶液，搅拌20分钟以完成溶解，形成Ca(OH)2溶液。使用网筛#100(149μm)和#140(105μm)将溶液过滤。还通过将512kg固体磷酸溶解在1536kg去离子水中制备50％磷酸溶液。经40分钟的总时间在持续搅拌下以12.8kg/min的速度将磷酸溶液添加至Ca(OH)2溶液。形成的磷酸二氢钙浆料的最终pH为2.30。
通过在持续搅拌下经20分钟的时间将250kg反应性CaO溶解于3000kg去离子水中来制备第二Ca(OH)2溶液。使用筛#100(149μm)和#140(105μm)将第二Ca(OH)2溶液过滤。
然后在控制搅拌下经150分钟将第二Ca(OH)2溶液添加至磷酸二氢钙浆料。在添加第二Ca(OH)2溶液后停止搅拌浆料。
如上所述在200℃和400℃之间的温度下将样品干燥。然后如下在700-800℃之间的温度下将某些样品(CP02、CP03、CP04、CP06、CP08、CP10和CP11)进行分离后加热1-2小时之间的时间：CP02，700℃，1.5小时；CP03，800℃，2小时；CP04，700℃，1小时；CP06，800℃，1小时；CP08，800℃，1小时；CP10，700℃，1小时；和CP11，800℃，2小时。
如上所述测量的各种样品的性质示于表7中。在表7中，“最终pH”栏中的数据表示添加第二Ca(OH)2溶液后产物溶液的pH，以及“分离后处理”栏中的数据对应于在分离后使磷酸钙产物经受的加热温度和时间。“相”栏中的数据表示各种样品中鉴别的相，以及“结晶度(％)”栏中的数据对应于样品的测量的结晶度值。
表7.样品CP02-CP11的性质
为了制备样品RWK03-RWK21，制备163kg反应性CaO溶解在1630L去离子水中的溶液，搅拌20分钟以完成溶解，形成Ca(OH)2溶液。使用网筛#100(149μm)将溶液过滤。还通过将458kg固体磷酸溶解在916kg去离子水中制备50％磷酸溶液。经40分钟的总时间在持续搅拌下以11.45kg/min的速度将磷酸溶液添加至Ca(OH)2溶液。形成的磷酸二氢钙浆料的最终pH为2.65。
通过在持续搅拌下经20分钟的时间将250kg反应性CaO溶解于2500kg去离子水中来制备第二Ca(OH)2溶液。使用筛#100(149μm)将第二Ca(OH)2溶液过滤。
然后在控制搅拌下经150分钟将第二Ca(OH)2溶液添加至磷酸二氢钙浆料。在添加第二Ca(OH)2溶液后停止搅拌浆料。如上所述在200℃和400℃之间的温度下将样品干燥。
如上所述测量的各种样品的性质示于表8中。在表8中，“最终pH”栏中的数据表示添加第二Ca(OH)2溶液后产物溶液的pH，“相”栏中的数据表示各种样品中鉴别的相，以及“表面积(m2/g)”栏中的数据对应于以m2/g为单位的样品的测量的表面积值。
表8.样品RWK03-RWK21的性质
实施例12.反应条件的可控的变化
为了研究化学计量变化对使用本文公开的方法生产的磷酸钙组合物的化学和物理性质的影响，在变化的条件下制备大量的磷酸钙组合物。试剂和条件总结在下表6中。
表9.对于可控的合成的试剂和条件的总结
为了制备各样品1-76，如上所述制备两种CaO在水中的溶液。将第一溶液与H3PO4溶液合并，如图3所示逐步降低合并溶液的pH。然后添加CaO在水中的第二溶液，将产物溶液的pH升高至表9第2栏所示的值。
对于表9中的各样品1-76，表的栏中的数据表示所使用的各种反应条件和产物性质。“最终pH”栏中的数据表示在将来自第二Ca(OH)2溶液的所有Ca(OH)2添加至Ca(H2PO4)2的含水浆料之后产物浆料的最终pH。“加热”栏中的数据表示获得的磷酸钙组合物的任意分离后热处理的条件，包括组合物颗粒被加热的温度和在该温度下热处理的持续时间。
“相”栏中的数据表示在合成的各产物磷酸钙组合物中观察到的相。观察到一些组合物是单相的，而其它是二相或三相的。百分比表示总组合物中各相化合物的相对量，并且首字母缩略词表示相的化学性质。在各样品中，使用x射线衍射、红外光谱和/或拉曼光谱来鉴别各相。在X射线衍射实验中，各相产生用作相的“指纹”的散射峰的独特图案。类似地，在红外和拉曼光谱两者中，各相产生表示相中原子之间的振动共振，并且类似地作为鉴别相的指纹起作用的一组独特的峰。
“结晶度(％)”栏中的数据表示使用X射线衍射技术对各样品测量的结晶度百分比。“SSA(m2/g)”栏中的数据对应于通过使用BET方法的干N2吸附测量的，以m2/g为单位的样品的比表面积的测量值。
(1)磷酸钙组合物相的控制
如从前述实施例中显示的数据明显看出的，本文公开的方法提供了单相、二相和三相磷酸钙组合物的可控的合成。该方法还允许合成各种不同的磷酸钙化合物作为二相和三相组合物中的构成相。此外，该方法允许不同相的相对比例以系统的方式变化。
例如，表9中的样品9、10、12-15和42-44各自对应于由纯羟基磷灰石形成的磷酸钙组合物。在这些样品中，最终pH和分离后热处理不同。然而，用于生产组合物的Ca2+离子与H2PO4 -离子的摩尔比得到了共同的单相产物，虽然在某些物理性质上有差异。
表9中的样品1-4各自对应于由纯β-TCP形成的磷酸钙组合物。同样在这些样品中，分离后热处理不同，但是用于生产组合物的Ca2+离子与H2PO4 -离子的摩尔比得到了具有相同的化学特性，并且仅在某些物理性质上有差异的单相产物。
也可以容易地形成具有不同相的二相磷酸钙组合物。例如，表9中的样品5-7、20、21、23、25、27、33、37和40各自对应于具有β-TCP和HA的相的二相磷酸钙组合物。在这些样品中，β-TCP的比例从5％至78％变化，并且HA的比例从95％至22％变化。各种样品之间的相组成的该变化主要是由于用于生产组合物的Ca2+离子与H2PO4 -离子的摩尔比的差异。该变化也部分地归因于样品在升高的温度下的分离后处理，其倾向于略微改变二相和三相产物的相组成。基于来自这些样品，以及来自上述纯单相β-TCP和HA组合物的数据，以β-TCP和HA的相为特征的二相磷酸钙组合物可以使用本文公开的方法来生产使得通过适当地改变用于生产组合物的Ca2+离子与H2PO4 -离子的摩尔比，以及组合物在升高的温度下的分离后处理，而使组合物中β-TCP和HA的相对比例可以是接近0％至接近100％的任意量。在对应于表9中具体实例的值之间内插和/或外推离子摩尔比将标称得到近似于二相磷酸钙组合物中的β-TCP和HA的任意期望的相分布的组合物。
表9中的样品30、46、49、51、53、58、60、65和70各自对应于具有DCPA和HA的相的二相磷酸钙组合物，其中在样品中各相的相对比例变化。在样品中，DCPA的相对比例从5％至70％变化，并且HA的相对比例从95％至30％变化。如同上述的二相β-TCP和HA组合物，可以通过对于用于生产组合物的Ca2+离子与H2PO4 -离子的摩尔比选择合适的值，并且对于较小的调整，改变分离后处理温度来以系统的方式调整DCPA和HA两者的相对比例。在对应于表9中具体实例的值之间内插和/或外推离子摩尔比将名义上得到近似于二相磷酸钙组合物中的DCPA和HA的任意期望的相分布的组合物，其中各相的相对比例为接近0％至接近100％的任意量。
表9中的样品19和22对应于具有DCPD和HA的相的二相磷酸钙组合物。两个样品中相的相对比例几乎完全相反。通过内插和/或外推用于生产表9中样品19和22组合物的Ca2+离子与H2PO4 -离子的摩尔比，可以容易地制备介于样品19和22中所示的比例之间的量，或者大于或小于两个样品中的比例的量的具有DCPD和HA的二相组合物。以这种方式，可以使用本文公开的方法生产近似于DCPD和HA的任意期望的相分布-接近0％至接近100％的各化合物-的二相组合物。
也可以使用本文公开的方法生产系统地改变三相各自的相对比例的三相磷酸钙组合物。表9中的样品18、26、29、31、32、34、35和47对应于具有DCPD、DCPA和HA的相的三相磷酸钙组合物，其中在样品中各相的相对比例变化。在各种样品中，DCPD相的相对分数从10％至75％变化，DCPA相的相对分数从5％至70％变化，以及HA相的相对分数从10％至60％变化。在各种样品中，三相中的任一相可以以最大浓度存在(例如，样品18中的75％DCPD，样品31中70％DCPA和样品32中60％HA)。另外，组合物的两种次要组分的相对量也可以系统地变化。例如，比较其中DCPD是主要相的样品18和26，可以使DCPA或HA成为下一个最多的相。比较其中DCPA是主要相的样品35和47，可以使DCPD或HA成为下一个最多的相。并且比较其中HA以相对高的浓度存在的样品29和47，DCPD或DCPA可以以最高浓度存在。
三相磷酸钙组合物中DCPD、DCPA和HA的相对比例在很大程度上由用于生产组合物的Ca2+离子与H2PO4 -离子的摩尔比决定。因此，通过对于摩尔比选择合适的值，并且对于较小的调整，改变分离后处理温度来以系统的方式调整组合物中三相的相对比例。在对应于表9中具体实例的值之间内插和/或外推离子摩尔比将名义上得到近似于三相磷酸钙组合物中的DCPD、DCPA和HA的任意期望的相分布的组合物，其中各相的相对比例为接近0％至接近100％的任意量。
(2)磷酸钙组合物表面积的控制
根据本文公开的方法生产的磷酸钙组合物的表面积可以以各种方式来控制。组合物的比表面积与组合物颗粒中孔和通道的存在直接相关。通常，此类孔和通道的数量越大，产物组合物的表面积越大。
组合物的孔隙率、和因此的表面积可以化学地和物理地两方面来调整。为了增加组合物的表面积，产物颗粒的孔隙率可以通过使颗粒进行如上所述的物理热冲击处理来增加，所述物理热冲击处理随着蒸汽从颗粒内部释放将孔引入颗粒结构中。可以使用多次热冲击处理来增加产物颗粒的孔隙率，使得可以在宽范围内系统地控制产物组合物的表面积。
也可以通过借助控制添加至磷酸二氢盐系中间物质的Ca(OH)2溶液的量来调整产物浆料的最终pH来控制产物组合物的孔隙率和表面积。通常，在较高pH值下形成的组合物具有较小的孔和较小的聚集体表面积。通过改变所添加的Ca(OH)2溶液的量来调整浆料pH提供了用于控制产物组合物的比表面积的化学方法。
如本文公开的实例所证明的，可以使用上述方法生产具有宽范围的比表面积的组合物。在一些实施方案中，例如，如本文所公开生产的磷酸钙组合物的表面积为30m2/g以上(例如，40m2/g以上，50m2/g以上，60m2/g以上，70m2/g以上，80m2/g以上，85m2/g以上，90m2/g以上)。
也可以生产具有宽范围的比孔隙率的组合物。在某些实施方案中，例如，如本文所公开生产的磷酸钙组合物的孔隙率为20cm3/g以上(例如，25cm3/g以上，30cm3/g以上，35cm3/g以上，40cm3/g以上，45cm3/g以上，50cm3/g以上，或者甚至更多)。
(3)磷酸钙组合物结晶度的控制
本文公开的方法可以用于生产具有系统地控制的结晶度的各种不同的单相、二相和三相磷酸钙组合物。通常，产物组合物的结晶度取决于组合物的化学性质、分离后处理温度(如果有)、以及分离后处理时间。通常，随着分离后处理温度升高，产物组合物的结晶度增加。类似地，随着处理时间增加，组合物的结晶度增加。
表9中的样品证明了对各种不同产物的结晶度的控制和选择性。例如，样品1-4对应于由纯β-TCP形成的单相钙组合物。通过提高分离后处理温度和时间，产物的结晶度可以从96.35％变化为99.30％。
类似地，样品9、10和12-14对应于由纯HA形成的单相磷酸钙组合物。在样品中，提高分离后处理温度和时间将产物结晶度以系统的方式从49.94％至91.48％改变。
也可以通过控制多相产物组合物的分离后处理温度和时间来系统地调整产物结晶度。样品5-8和39对应于具有β-TCP和HA的相的二相产物组合物。这些样品的结晶度以可控的方式从78.31％至96.74％变化。
对于二相和三相产物组合物，适用相同的通用原理-提高分离后处理温度和处理时间通常导致产物的结晶度的增加。然而，在这些更复杂的组合物中，产物的结晶度还取决于存在的各种相的相对比例和这些相的化学性质。另外，分离后加热可以改变组合物中存在的相的化学性质和相对比例。因此，例如，样品26、34和35各自对应于具有DCPD、HA和DCPA的相的三相组合物。在样品26中，在200℃下处理，DCPD:HA:DCPA的比例为60:30:10，并且结晶度为40.46％。在样品34中，在200℃下处理，DCPD:HA:DCPA的比例为60:15:25，并且结晶度为74.80％。在样品35中，在250℃下处理，DCPD:HA:DCPA的比例为50:20:30，并且结晶度为66.01％。比较样品26和34，产物组合物中HA的相对分数降低并且DCPA的分数增加，导致产物结晶度的增加。比较样品34和35，在样品35中，相对于样品34产物组合物中HA的相对分数增加，而DCPD的相对分数降低。因此，样品35的结晶度相对于样品34降低，即使样品35在稍微较高的温度下处理。
所有其它因素相同，提高分离后处理温度和处理时间得到具有更高结晶度的产物组合物，并且通过在表6中所示的样品的处理条件之间内插，并且从其外推，对于多种单相、二相和三相产物组合物可以获得具有期望水平的结晶度的产物。通常，根据本文公开的方法生产的磷酸钙组合物的结晶度可以为40％以上(例如，50％以上，60％以上，70％以上，80％以上，90％以上，95％以上，98％以上，99％以上，99.5％以上)。
(4)磷酸钙组合物粒度/纵横比的控制
本文公开的方法可以用于生产由高纵横比的纳米尺寸的单个颗粒形成的磷酸钙组合物。对于其中颗粒用作其它化学试剂的宿主，并且在当注射或另外地引入活体时分解的许多应用，纳米尺寸的颗粒是有利的。通过在纳米范围内生产具有可控范围的尺寸的颗粒，可以控制颗粒的体内分解速率。此外，高纵横比磷酸钙颗粒是有利的，因为该颗粒相对于较小纵横比的较大颗粒更容易流过体腔。如此，与其它较低纵横比的颗粒相比，它们更好地适合于某些体内应用。
特别地，高纵横比磷酸钙颗粒具有与如牙齿和骨骼等的生物结构中的某些磷酸钙的天然形态相似的形状。如此，高纵横比颗粒具有有利的仿生性质，并且可以用作天然存在的磷酸钙化合物的替代物。高纵横比颗粒的性质模拟了生物结构中它们的天然存在的对应物的性质。特别地，高纵横比形状得到具有特定范围的孔隙率的颗粒，使得血液和其它体液中的有机材料可以穿透颗粒，而同时，颗粒为细胞再生和生长提供适当致密的支架。如此，如本文公开生产的高纵横比磷酸钙颗粒对于其中生物集成是重要考虑的应用是特别有用的。
本文公开的磷酸钙组合物的颗粒的特征在于它们的最大尺寸，其对应于颗粒的二维图像中测量的颗粒表面上任意两点之间的最大直线距离。图8A-8C、9A-9B和10A-10B中显示了本文所述的一些样品的颗粒的SEM图像的实例。在这些图中，颗粒形成为具有通常细长形状的微小晶粒。通常，根据本文公开的方法制备的磷酸钙组合物的颗粒可以具有100nm和500nm之间(例如，100nm和400nm之间，100nm和300nm之间，150nm和400nm之间，150nm和300nm之间，175nm和400nm之间，175nm和300nm之间，200nm和400nm之间)的平均最大尺寸。
颗粒的纵横比是在颗粒的二维图像的平面中颗粒的最大尺寸(如上所述测量)与其沿与该最大尺寸正交的方向的最大尺寸的比例。如同最大颗粒尺寸，颗粒的纵横比可以从如SEM图像等的颗粒图像来确定。如图8A-8C、9A-9B和10A-10B所示，本文所公开的方法可以用于生产其中颗粒的平均纵横比相对较大的颗粒组合物。例如，根据本文公开的方法制备的磷酸钙组合物的颗粒可以具有50:1以上(例如，75:1以上，100:1以上，150:1以上，200:1以上，250:1以上，300:1以上)的平均纵横比。在升高的温度下的分离后处理通常得到较高纵横比的颗粒。通过提高温度和/或处理时间，可以生产具有较高平均纵横比的颗粒组合物。
其它实施方案
已经描述了许多实施方案。无论如何，应该理解在不脱离本公开的精神和范围的情况下可以进行各种修改。因此，其它实施方案在所附权利要求的范围内。

Claims (29)

1.一种方法，其包括：
获得包括第一浓度的钙离子的第一氢氧化钙溶液，和包括第二浓度的钙离子的第二氢氧化钙溶液；
将磷酸溶液添加至所述第一氢氧化钙溶液以产生包括磷酸二氢钙颗粒的含水悬浮液的合并溶液；并且
将所述第二氢氧化钙溶液添加至所述合并溶液以形成包括磷酸钙材料的颗粒的含水悬浮液的产物溶液。
2.根据权利要求1所述的方法，其中钙离子的所述第一浓度和所述第二浓度不同。
3.根据权利要求1所述的方法，其中获得所述第一氢氧化钙溶液包括将第一多个包含氧化钙的颗粒与水合并，其中所述颗粒具有至少10.0m2/g的比表面积。
4.根据权利要求3所述的方法，其中获得所述第二氢氧化钙溶液包括将第二多个包含氧化钙的颗粒与水合并。
5.根据权利要求3所述的方法，其中所述颗粒具有至少15.0m2/g的比孔隙率。
6.根据权利要求1所述的方法，其包括将所述磷酸溶液添加至所述第一氢氧化钙溶液，直至合并溶液的pH在1和2之间。
7.根据权利要求6所述的方法，其包括将所述磷酸溶液添加至所述第一氢氧化钙溶液，直至合并溶液的pH为约1.66。
8.根据权利要求1所述的方法，其包括将所述磷酸溶液分三份添加至所述第一氢氧化钙溶液，其中在添加所述三份的第一份之后，所述第一氢氧化钙溶液的pH在8.5和9.5之间。
9.根据权利要求8所述的方法，其中将所述第一氢氧化钙溶液和第一份所述磷酸溶液合并形成磷酸根离子和磷酸氢根离子的第一缓冲溶液。
10.根据权利要求9所述的方法，其中在添加所述三份的第二份之后，所述第一氢氧化钙溶液的pH在3.5和4.5之间。
11.根据权利要求10所述的方法，其中将所述第一氢氧化钙溶液与第一和第二份所述磷酸溶液合并形成磷酸氢根离子和磷酸二氢根离子的第二缓冲溶液。
12.根据权利要求1所述的方法，其中所述产物溶液的pH在6.5和7.5之间。
13.根据权利要求1所述的方法，其中所述产物溶液的pH在11.5和12.5之间。
14.根据权利要求1所述的方法，其包括：
从所述产物溶液分离所述磷酸钙材料；并且
将所述磷酸钙材料加热至至少700℃的温度至少1小时的时间。
15.根据权利要求14所述的方法，其包括将所述磷酸钙材料加热至至少800℃的温度。
16.根据权利要求14所述的方法，其包括将所述磷酸钙材料加热至至少900℃的温度。
17.根据权利要求14所述的方法，其中所述时间在1.5小时和2.5小时之间。
18.根据权利要求1所述的方法，其包括通过在少于15分钟的时间期间将所述磷酸钙材料的温度升高至少450℃而使所述磷酸钙材料进行热冲击处理，以从所述磷酸钙材料排出水蒸气。
19.根据权利要求1所述的方法，其中所述磷酸钙材料包括两相，各自对应于不同的磷酸钙化合物。
20.根据权利要求19所述的方法，其中所述两相的第一相对应于羟基磷灰石，以及所述两相的第二相对应于β-磷酸三钙。
21.根据权利要求19所述的方法，其中所述两相的第一相对应于羟基磷灰石，以及所述两相的第二相对应于无定形磷酸钙。
22.根据权利要求19所述的方法，其中所述两相的第一相对应于β-磷酸三钙，以及所述两相的第二相对应于无定形磷酸钙。
23.根据权利要求1所述的方法，其中所述磷酸钙材料包括三相，各自对应于不同的磷酸钙化合物。
24.根据权利要求23所述的方法，其中所述三相的第一相对应于羟基磷灰石，所述三相的第二相对应于β-磷酸三钙，以及所述三相的第三相对应于无定形磷酸钙。
25.根据权利要求23所述的方法，其中所述三相的第一相对应于磷酸氢钙二水合物，所述三相的第二相对应于无水磷酸氢钙，以及所述三相的第三相对应于β-磷酸三钙一水合物。
26.根据权利要求14所述的方法，其中所述磷酸钙材料的颗粒具有80％以上的结晶度。
27.根据权利要求26所述的方法，其中所述结晶度为95％以上。
28.根据权利要求18所述的方法，其中所述磷酸钙材料的颗粒具有60m2/g以上的比表面积。
29.根据权利要求28所述的方法，其中所述比表面积为80m2/g以上。
CN201680069255.0A 2015-09-25 2016-09-26 生产磷酸钙组合物 Pending CN108290737A (zh)

Applications Claiming Priority (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201562232999P 2015-09-25 2015-09-25
US201562232961P 2015-09-25 2015-09-25
US62/232,961 2015-09-25
US62/232,999 2015-09-25
US201562246796P 2015-10-27 2015-10-27
US62/246,796 2015-10-27
PCT/IB2016/055756 WO2017051399A1 (en) 2015-09-25 2016-09-26 Producing calcium phosphate compositions

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN108290737A true CN108290737A (zh) 2018-07-17

Family

ID=57047258

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201680069255.0A Pending CN108290737A (zh) 2015-09-25 2016-09-26 生产磷酸钙组合物

Country Status (10)

Country Link
US (4) US9776869B2 (zh)
EP (1) EP3353113A1 (zh)
JP (1) JP2018531210A (zh)
KR (1) KR20180089389A (zh)
CN (1) CN108290737A (zh)
AU (2) AU2016327184A1 (zh)
BR (1) BR112018005871A2 (zh)
CA (1) CA2999811A1 (zh)
RU (1) RU2018115132A (zh)
WO (3) WO2017051399A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110261418A (zh) * 2019-07-12 2019-09-20 上海交通大学 精确测定羟基磷灰石中β-磷酸三钙的含量的方法

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108751154B (zh) * 2018-06-04 2020-04-10 中化云龙有限公司 磷酸二氢钙的制备方法
CN109179470A (zh) * 2018-09-30 2019-01-11 武汉科技大学 一种钝化氧化钙颗粒及其制备方法
CN109678190A (zh) * 2019-02-22 2019-04-26 武汉科技大学 一种核壳结构氧化钙颗粒及其制备方法
WO2020249714A1 (en) * 2019-06-14 2020-12-17 Geistlich Pharma Ag Collagen matrix or granulate blend of bone substitute material
CN111116061A (zh) * 2019-12-31 2020-05-08 米易东立矿业有限公司 纳米氢氧化钙的干法制备方法
TWM622773U (zh) * 2021-06-21 2022-02-01 三鼎生物科技股份有限公司 用以遞送護理藥劑的牙套
AU2022296033A1 (en) * 2021-06-25 2023-12-07 Advanced Potash Technologies, Ltd. Multi-step methods of making a multi-phase material
WO2022269429A1 (en) * 2021-06-25 2022-12-29 Advanced Potash Technologies, Ltd. Multi-step methods of making a high temperature multi-phase material and related materials, compositions and methods of use

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0026090A2 (en) * 1979-09-25 1981-04-01 Kureha Kagaku Kogyo Kabushiki Kaisha Process for preparing hydroxyapatite, and filter cake, ceramic material and implant material comprising hydroxyapatite
CA1190377A (en) * 1981-12-31 1985-07-16 Fawzy G. Sherif Dicalcium phosphate dihydrate having improved monofluorophosphate compatibility and process for the preparating thereof
US4849193A (en) * 1988-05-02 1989-07-18 United States Gypsum Company Process of preparing hydroxylapatite
US7169372B1 (en) * 2000-07-03 2007-01-30 Zakrytoe Aktsionernoe Obschestvo “OSTIM” Method for producing nano-sized crystalline hydroxyapatite
US20090246524A1 (en) * 2006-06-02 2009-10-01 National University Corporation Tohoku University Porous calcium oxide particulate and porous calcium hydroxide particulate
US20130309308A1 (en) * 2011-01-27 2013-11-21 Sirim Berhad Method of converting limestone into tri-calcium phosphate and tetra-calcium phosphate powder simultaneously

Family Cites Families (41)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2287699A (en) * 1940-02-15 1942-06-23 Monsanto Chemicals Stabilized dicalcium phosphate
US4324772A (en) * 1980-11-19 1982-04-13 Monsanto Company Process for producing hydroxyapatite
JPS5815030A (ja) 1981-07-14 1983-01-28 Kyowa Chem Ind Co Ltd 消石灰
US4552683A (en) 1982-09-29 1985-11-12 United States Gypsum Company Gas desulfurization reactant
SU1296511A1 (ru) 1984-08-03 1987-03-15 Предприятие П/Я А-3732 Способ получени оксида кальци
US4748010A (en) 1985-03-11 1988-05-31 Chemstar, Inc. Energy conserving limestone calcining system
JPH0788205B2 (ja) * 1985-09-23 1995-09-27 東燃株式会社 クロマトグラフイ−分離用リン酸カルシウム系ヒドロキシアパタイト及びその製造方法
US4891198A (en) * 1986-08-07 1990-01-02 General Foods Corporation Preparation of tricalcium phosphate
JP2543685B2 (ja) * 1986-10-31 1996-10-16 旭光学工業株式会社 リン酸カルシウムの製造方法
WO1989003805A2 (en) 1987-10-30 1989-05-05 Designer Premixes Inc. Production of low-fluorine calcium phosphate and phosphoric acid and of silica
US5705141A (en) * 1990-11-21 1998-01-06 Lhoist Researche Et Developpement S.A. Calcium and/or magnesium hydroxide, and preparation and use thereof
JPH06315629A (ja) 1991-11-15 1994-11-15 Central Glass Co Ltd 除タンパク用充填剤およびこれを充填したカートリッジ
ES2040626B1 (es) 1991-11-22 1994-05-16 Boltong Maria G Procedimiento para la obtencion de cementos de fosfatos de calcio y su empleo como biomteriales.
DE4232443C1 (zh) 1992-09-28 1993-09-23 Bk Ladenburg Gmbh Gesellschaft Fuer Chemische Erzeugnisse, 68526 Ladenburg, De
US5496399A (en) 1994-08-23 1996-03-05 Norian Corporation Storage stable calcium phosphate cements
US5783217A (en) 1995-11-07 1998-07-21 Etex Corporation Low temperature calcium phosphate apatite and a method of its manufacture
JPH11217343A (ja) 1998-01-30 1999-08-10 Sangi Co Ltd 化学工業原料及びハイオク燃料の合成法
DE10000836B4 (de) 2000-01-12 2005-03-17 Schott Ag Alkalifreies Aluminoborosilicatglas und dessen Verwendungen
AU2003218271A1 (en) 2002-04-18 2003-11-03 Carnegie Mellon University Method of manufacturing hydroxyapatite and uses therefor in delivery of nucleic acids
BE1015013A3 (fr) * 2002-06-28 2004-08-03 Ecophos Procede de production d'acide phosphorique et/ou d'un sel de celui-ci et produits ainsi obtenus.
US7618606B2 (en) 2003-02-06 2009-11-17 The Ohio State University Separation of carbon dioxide (CO2) from gas mixtures
US7155236B2 (en) 2003-02-18 2006-12-26 Qualcomm Incorporated Scheduled and autonomous transmission and acknowledgement
US8029755B2 (en) * 2003-08-06 2011-10-04 Angstrom Medica Tricalcium phosphates, their composites, implants incorporating them, and method for their production
FR2869893B1 (fr) 2004-05-06 2006-07-28 Rhodia Chimie Sa Nouveaux granules de phosphates de calcium de type hydroxyapatite, leur procede de preparation et leurs applications
FR2872810B1 (fr) 2004-07-07 2006-11-10 Rhodia Chimie Sa Procede de preparation de granules de phosphates de calcium de type hydroxyapatite
EP1909859B1 (en) 2005-07-21 2017-09-06 aap Biomaterials GmbH Method for producing hydroxyapatite particles, in particular subnanodisperse hydroxyapatite particles in a matrix
AU2007205961B2 (en) 2006-01-12 2013-03-14 Rutgers, The State University Biomimetic hydroxyapatite synthesis
FR2904240B1 (fr) 2006-07-26 2008-12-05 Air Liquide Structure de garnissage pour recipient de gaz a materiau cristallise sous forme d'aiguilles
US8753391B2 (en) 2007-02-12 2014-06-17 The Trustees Of Columbia University In The City Of New York Fully synthetic implantable multi-phased scaffold
JP5553396B2 (ja) 2007-04-10 2014-07-16 株式会社サンギ 再石灰化促進剤及び口腔用組成物
JP2010523232A (ja) 2007-04-13 2010-07-15 ドクトル．ハー．ツェー．ロベルト マシーズ スティフツング パイロジェンフリーのリン酸カルシウムの生産方法
DK2208705T3 (en) 2007-09-20 2015-09-14 Kyowa Chem Ind Co Ltd Secondary calciumphosphatanhydrid particle and the process for preparing the
WO2010021559A1 (en) 2008-08-22 2010-02-25 Medmat Innovation - Materiais Médicos, Lda. Hydroxyapatite and bioglass-based pellets, production process and applications of thereof
WO2010065780A1 (en) 2008-12-04 2010-06-10 Skeletal Kinetics, Llc Tricalcium phosphate coarse particle compositions and methods for making the same
US8409538B2 (en) 2008-12-04 2013-04-02 Skeletal Kinetics Llc Tricalcium phosphate coarse particle compositions and methods for making the same
CN101619434B (zh) 2009-05-12 2011-04-13 四川大学 悬浮液等离子喷涂制备多孔羟基磷灰石涂层的方法
IT1400739B1 (it) 2009-06-02 2013-07-02 Hoya Corp Metodo per la produzione di polvere, polvere e apparecchio di adsorbimento
CN101816808B (zh) 2010-02-05 2013-02-13 深圳兰度生物材料有限公司 可注射型多孔高强度骨修复材料
MY175358A (en) * 2010-11-11 2020-06-22 Lucite Int Uk Ltd A process for the production of ethylenically unsaturated carboxylic acids or esters and a catalyst therefor
GB201122405D0 (en) * 2011-12-23 2012-02-08 Univ Aberdeen Calcium phosphate material
CN103007354B (zh) 2012-12-20 2014-12-03 深圳清华大学研究院 增强型磷酸钙类骨修复材料及其制备方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0026090A2 (en) * 1979-09-25 1981-04-01 Kureha Kagaku Kogyo Kabushiki Kaisha Process for preparing hydroxyapatite, and filter cake, ceramic material and implant material comprising hydroxyapatite
CA1190377A (en) * 1981-12-31 1985-07-16 Fawzy G. Sherif Dicalcium phosphate dihydrate having improved monofluorophosphate compatibility and process for the preparating thereof
US4849193A (en) * 1988-05-02 1989-07-18 United States Gypsum Company Process of preparing hydroxylapatite
WO1989010896A1 (en) * 1988-05-02 1989-11-16 United States Gypsum Company Process of preparing hydroxylapatite
US7169372B1 (en) * 2000-07-03 2007-01-30 Zakrytoe Aktsionernoe Obschestvo “OSTIM” Method for producing nano-sized crystalline hydroxyapatite
US20090246524A1 (en) * 2006-06-02 2009-10-01 National University Corporation Tohoku University Porous calcium oxide particulate and porous calcium hydroxide particulate
US20130309308A1 (en) * 2011-01-27 2013-11-21 Sirim Berhad Method of converting limestone into tri-calcium phosphate and tetra-calcium phosphate powder simultaneously

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110261418A (zh) * 2019-07-12 2019-09-20 上海交通大学 精确测定羟基磷灰石中β-磷酸三钙的含量的方法
CN110261418B (zh) * 2019-07-12 2022-06-24 上海交通大学 精确测定羟基磷灰石中β-磷酸三钙的含量的方法

Also Published As

Publication number Publication date
AU2021203491A1 (en) 2021-06-24
WO2017051401A1 (en) 2017-03-30
AU2016327184A1 (en) 2018-04-19
US9776870B2 (en) 2017-10-03
US9776869B2 (en) 2017-10-03
KR20180089389A (ko) 2018-08-08
EP3353113A1 (en) 2018-08-01
CA2999811A1 (en) 2017-03-30
WO2017051400A1 (en) 2017-03-30
US20170088425A1 (en) 2017-03-30
US20180022609A1 (en) 2018-01-25
BR112018005871A2 (pt) 2018-10-16
US20170088424A1 (en) 2017-03-30
US9776883B2 (en) 2017-10-03
JP2018531210A (ja) 2018-10-25
US20170088434A1 (en) 2017-03-30
WO2017051399A1 (en) 2017-03-30
RU2018115132A (ru) 2019-10-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108290737A (zh) 生产磷酸钙组合物
Siriphannon et al. Formation of hydroxyapatite on CaSiO3 powders in simulated body fluid
JP2018531210A6 (ja) リン酸カルシウム組成物を生産すること
Gou et al. Synthesis and in vitro bioactivity of dicalcium silicate powders
Tas Synthesis of biomimetic Ca-hydroxyapatite powders at 37 C in synthetic body fluids
Gibson et al. Characterization of the transformation from calcium-deficient apatite to β-tricalcium phosphate
Nikčević et al. Mechanochemical synthesis of nanostructured fluorapatite/fluorhydroxyapatite and carbonated fluorapatite/fluorhydroxyapatite
Bianco et al. Si-substituted hydroxyapatite nanopowders: synthesis, thermal stability and sinterability
Tõnsuaadu et al. A review on the thermal stability of calcium apatites
Rodrıguez-Lorenzo et al. Influence of fluorine in the synthesis of apatites. Synthesis of solid solutions of hydroxy-fluorapatite
Lafon et al. Processing of AB-type carbonated hydroxyapatite Ca10− x (PO4) 6− x (CO3) x (OH) 2− x− 2y (CO3) y ceramics with controlled composition
Ortali et al. Consolidation of bone-like apatite bioceramics by spark plasma sintering of amorphous carbonated calcium phosphate at very low temperature
Gozalian et al. Synthesis and thermal behavior of Mg-doped calcium phosphate nanopowders via the sol gel method
Zhuang et al. Synthesis of plate-shaped hydroxyapatite via an enzyme reaction of urea with urease and its characterization
Tkalčec et al. Hydrothermal synthesis and thermal evolution of carbonate-fluorhydroxyapatite scaffold from cuttlefish bones
Kannan et al. Synthesis and mechanical behaviour of chlorapatite and chlorapatite/β-TCP composites
JPS6287406A (ja) β−リン酸三カルシウムの製造方法
Karampour et al. Facile solution-based synthesis of impurity-free hydroxyapatite nanocrystals at ambient conditions
Bogdanoviciene et al. pH impact on the sol-gel preparation of calcium hydroxyapatite, Ca 10 (PO 4) 6 (OH) 2, using a novel complexing agent, DCTA
Solonenko et al. Poorly crystallized hydroxyapatite and calcium silicate hydrate composites: Synthesis, characterization and soaking in simulated body fluid
Carbajal et al. Design and processing of ZnO doped tricalcium phosphate based materials: Influence of β/α polymorph phase assemblage on microstructural evolution
Yun et al. Preparation of 3D cubic ordered mesoporous bioactive glasses
JP2004026648A (ja) α−およびβ−リン酸三カルシウム粉末の製造方法
Mihailova et al. Novel merwinite/akermanite ceramics: in vitro bioactivity
Gopi et al. An effective and facile synthesis of hydroxyapatite powders using oxalic acid–ethylene glycol mixture

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20180809

Address after: Bahamas Nassau

Applicant after: Clean world Technology Co., Ltd.

Address before: Bahamas Nassau

Applicant before: Clean world Technology Co., Ltd.

Applicant before: L. T. Oliveira

TA01 Transfer of patent application right
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20180717

WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication