CN109205582B - 一种前驱体转化制备纳米孔羟基磷灰石的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明一种前驱体转化制备纳米孔羟基磷灰石的方法，以草酸钙为前驱体，十二水磷酸钠为转化剂，制备纳米孔羟基磷灰石。在反应器中，依次加入草酸钙、十二水磷酸钠和水。搅拌下加热，从室温开始升至目标控制温度，保温反应5 h～7 h。冷却至室温，过滤，蒸馏水洗涤；产物于105℃干燥后获得纳米孔羟基磷灰石。羟基磷灰石的孔径为30 nm～60 nm，产品纯度≥99%，产率为96%～98%。本发明制备方法具有绿色环保、操作简便、流程短、纯度高、产率高、成本低，易产业化等特点。

Description

一种前驱体转化制备纳米孔羟基磷灰石的方法
技术领域
本发明一种前驱体转化制备纳米孔羟基磷灰石的方法，特别是涉及一种以草酸钙为前驱体，以十二水磷酸钠为转化剂，制备纳米孔羟基磷灰石的方法。本发明具体技术领域为纳米孔羟基磷灰石的制备。
背景技术
羟基磷灰石Ca10(PO4)6(OH)2 (通常也称为碱式磷酸钙或羟磷灰石）是一类用途极其广泛的功能性材料，是人骨和牙齿中最重要的无机组成成分。它在硬组织修复材料、药物载体、重金属吸附材料以及抗肿瘤材料等有潜在的应用价值，故选择一种制备出多用途的羟基磷灰石的方法极其重要。对于羟基磷灰石的制备方法而言，报道较多的方法主要有共沉淀法、水热法、溶胶-凝胶法，这些方法需用添加剂（如尿素、氨水）、有机试剂（如乙醇）和致孔剂（如聚苯乙烯）才能制备出纳米孔的羟基磷灰石。而采用前驱体转化制备纳米孔羟基磷灰石的方法鲜有报道。特别是选用无毒试剂制备出纯度高、产率高的羟基磷灰石相对较难。
目前，在制备羟基磷灰石的方法中，通常采用硝酸钙、磷酸氢铵为原料制备羟基磷灰石，且在制备的过程中，会加入添加剂（如尿素、氨水）来调节溶液的pH，加入致孔剂（如聚苯乙烯）来制备纳米孔羟基磷灰石，另外，为了让孔隙分布均匀，在洗涤中会用乙醇。不难发现，这些有机试剂不仅成本高，而且会产生有机废液，污染环境，更为重要的问题是，有机试剂有毒、易燃易爆，存在一定的风险性。
本发明针对现有方法制备的羟基磷灰石中存在绿色程度低、成本高、操作复杂、风险性大、耗时等不足，提出一种绿色环保、纯度高、产率高、操作简便、流程短、易产业化、多孔、成本低的羟基磷灰石的制备方法。
发明内容
本发明的目的是针对现有方法制备的羟基磷灰石中存在绿色程度低、成本高、操作复杂、风险性大、耗时等不足，提出一种绿色环保、纯度高、产率高、操作简便、流程短、易产业化、多孔、成本低的羟基磷灰石的制备方法。
本发明一种前驱体转化制备纳米孔羟基磷灰石的方法，以草酸钙为前驱体，十二水磷酸钠为转化剂，制备纳米孔羟基磷灰石。
所述的方法为：按照质量比草酸钙∶十二水磷酸钠∶蒸馏水=1∶2.6～3.0∶41～46，依次将草酸钙、十二水磷酸钠和蒸馏水加入至反应器中。搅拌下加热，从室温开始升至85℃～95℃，保温反应5 h～7 h。冷却至室温，过滤，用蒸馏水洗涤3次。产物于105℃干燥1 h，获得孔径为30 nm～60 nm的纳米孔羟基磷灰石，其纯度≥99%，产率为96%～98%。
本发明的有益效果：1）绿色环保。制备过程中用到的所有试剂无毒无害，对环境友好，不产生废液，可以循环利用滤液。2）纯度高。羟基磷灰石的纯度≥99%。3）产率高。本发明制备的羟基磷灰石的产率为96%～98%。4）操作简便，流程短、易工业化。5）成本低。以草酸钙为前驱体，以十二水磷酸钠为转化剂，蒸馏水为反应介质，且在制备的过程中，不需要使用任何的添加剂、有机试剂以及致孔剂。6）多孔且孔隙分布均匀。
附图说明
图1：本发明所制备的羟基磷灰石的SEM图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明所述的一种前驱体转化制备纳米孔羟基磷灰石的方法作进一步描述。
实施例 1
在有效体积为1000 L的反应器中，依次加入12.15 kg草酸钙、33.85 kg 十二水磷酸钠和530.0 kg蒸馏水。搅拌下加热，从室温开始升至90℃，保温反应6 h。反应完毕后冷却至室温，过滤，用蒸馏水洗涤3次。产物于105℃干燥1 h，获得孔径为30 nm～60 nm的纳米孔羟基磷灰石；其纯度≥99%，产率为97%。
实施例 2
在有效体积为1000 L的反应器中，依次加入12.15 kg草酸钙、31.70 kg 十二水磷酸钠和500.0 kg蒸馏水。搅拌下加热，从室温开始升至95℃，保温反应5 h。反应完毕后冷却至室温，过滤，用蒸馏水洗涤3次。产物于105℃干燥 1 h，获得孔径为30 nm～60 nm的纳米孔羟基磷灰石；其纯度≥99%，产率为96%。
实施例 3
在有效体积为1000 L的反应器中，依次加入12.15 kg草酸钙、36.00 kg 十二水磷酸钠和560.0 kg蒸馏水。搅拌下加热，从室温开始升至85℃，保温反应7 h。反应完毕后冷却至室温，过滤，用蒸馏水洗涤3次。产物于105℃干燥 1 h，获得孔径为30 nm～60 nm的纳米孔羟基磷灰石；其纯度≥99%，产率为98%。

Claims (1)

1.一种前驱体转化制备纳米孔羟基磷灰石的方法，其特征在于：所述的方法以草酸钙为前驱体，十二水磷酸钠为转化剂，制备纳米孔羟基磷灰石；
方法具体为：按照质量比草酸钙∶十二水磷酸钠∶蒸馏水=1∶2.6～3.0∶41～46，依次将草酸钙、十二水磷酸钠和蒸馏水加入至反应器中；搅拌下加热，从室温开始升至85℃～95℃，保温反应5 h～7 h；冷却至室温，过滤，用蒸馏水洗涤3次；产物于105℃干燥1 h，获得孔径为30 nm～60 nm的纳米孔羟基磷灰石，其纯度≥99%，产率为96%～98%。
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