[发明专利]硬模板水热控制羟基磷灰石粉体形貌的方法

说明书

技术领域

硬模板水热控制羟基磷灰石粉体形貌的方法，属于生物医用材料领域。

背景技术

羟基磷灰石[Ca₁₀(PO₄)₆(OH)₂，HAp]被广泛应用于生物医学材料、化学工程、气体传感器、催化剂、以及环境工程等领域。而HAp的这些应用领域又在很大程度上取决于材料的形貌。如分散性良好的HAp纳米颗粒可以用于基因转染(Biomaterials，2007，28，1267.)，棒状或线状HAp具有良好的力学性能，可以用于增强复合生物材料的力学增强组分(J.Am.Ceram.Soc.2007，90，3694.；Nature 2004，431，287.；Mater.Sci.Eng.C 2009，29，2133.)，空心纳米结构HAp具有良好的药物或蛋白的吸附和控制释放性能，可以用做药物、蛋白、基因、生物分子的载体和控制释放系统(Microporous Mesoporous Mater.，2010，127，245)。

因此，HAp的制备及形貌的调控对这类材料的具体应用起到决定性作用。迄今，多种策略被用于HAp的形貌调控。然而，目前大多是基于有机类分子模板诱导的软化学合成方法。如Wang等人以十六烷基三乙基溴化铵为模板剂、环己烷为溶剂，采用微乳液溶剂热方法制备HAp纳米线(Nanotechnology 2006，17，4405.)；Wang等人以聚电解质为模板剂制备HAp微球(J.Colloid Interface Sci.，2009，339，69.)；Ma和Zhu以N，N-二甲基甲酰胺为溶剂，采用溶剂热方法制备得到HAp空心微球(Eur.J.Inorg.Chem.，2009，36，5522.)。可见，在这些方法中，大量的有毒模板剂、有机溶剂、表面活性剂被广泛使用，这些试剂对环境和人类的健康有很大的危害作用。

因此，开发一种工艺技术简单、成本低廉、环境友好的方法制备形貌可控的HAp粉体具有非常重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于克服上述的常规通用制备方法的缺点，提供一种形貌可控的羟基磷灰石粉体制备方法，且制备方法具有简单、成本低廉、工艺环保等优点。

本发明的硬模板水热控制羟基磷灰石粉体形貌的方法，是使用具有特定形貌的结晶态碳酸钙，或者结晶态硅酸钙水合物(calcium silicate hydrate，CSH)作为硬模板原料，将硬模板原料与浓度为0.05-2.5mol/L可溶性磷酸盐水溶液按钙与磷的摩尔比0.01-2.0混合后进行水热反应，反应后，所采用的硬模板原料的形貌得以良好保持，获得的羟基磷灰石的形貌与所采用的硬模板原料的形貌一致。

在一个优选的实施方式中，所述碳酸钙的形貌为纳米颗粒状或微米颗粒状或纳米棒状或微米棒状或纳米线状或微米线状。

在一个优选的实施方式中，所述硅酸钙水合物的形貌为纳米颗粒状或微米颗粒状或纳米棒状或微米棒状或纳米线状或微米线状或纳米球状或微米球状。

在另一个优选的实施方式中，所述硅酸钙水合物的形貌为纳米空心球状或微米空心球状。

在另一个优选的实施方式中，所述结晶态硅酸钙水合物包括硬硅钙石[xonotlite，Ca₆(Si₆O₁₇)(OH)₂]和/或雪硅钙石[tobermorite，Ca₅(Si₆O₁₆)(OH)₂·4H₂O]。

在另一个优选的实施方式中，所述可溶性磷酸盐为可溶性磷酸正盐、可溶性磷酸一氢盐和可溶性磷酸二氢盐中的一种或几种。

在另一个优选的实施方式中，所述可溶性磷酸盐水溶液的浓度0.05-2.5mol/L，进一步优选为0.1-2.0mol/L。

在另一个优选的实施方式中，所述可溶性磷酸盐为可溶性磷酸正盐。

在另一个优选的实施方式中，所述可溶性磷酸盐为可溶性磷酸一氢盐。

在另一个优选的实施方式中，所述可溶性磷酸盐为可溶性磷酸二氢盐。

在另一个优选的实施方式中，所述水热反应的条件为80-250℃下水热反应2-240小时，进一步优选水热反应温度100-230℃，进一步优选水热反应时间为4-200小时。