[发明专利]石墨烯/生物活性干凝胶及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种生物活性干凝胶，其特征在于：所述生物活性干凝胶中分散有石墨烯；所述生物活性干凝胶包含如下摩尔百分含量的组分：

CaO     25～80mol％

SiO₂    0～70mol％

B₂O₃    0～70mol％

P₂O₅    2～10mol％。

2.如权利要求1所述的生物活性干凝胶，其特征在于，所述生物活性干凝胶中含有如下摩尔含量的组分：

CaO     25～50mol％

SiO₂    20～70mol％

B₂O₃    0～45mol％

P₂O₅    2～10mol％。

3.如权利要求1所述的生物活性干凝胶，其特征在于，所述生物活性干凝胶中含有如下摩尔含量的组分：

CaO     25～80mol％

SiO₂    0～70mol％

B₂O₃    大于0且小于等于70mol％

P₂O₅    2～10mol％。

4.如权利要求3所述的生物活性干凝胶，其特征在于，所述生物活性干凝胶中含有如下摩尔含量的组分：

CaO     30～50mol％

SiO₂    20～60mol％

B₂O₃    5～45mol％

P₂O₅    2～10mol％。

5.如权利要求1-4任一所述的生物活性干凝胶，其特征在于，所述石墨烯的含量为0.0024-0.024wt％。

6.如权利要求1-5任一所述的生物活性干凝胶的制备方法，包括如下步骤：

1)制备浓度为0.01g/L-1.0g/L的石墨烯水溶液；

2)合成溶胶：按配比将CaO的前驱物、SiO₂的前驱物、B₂O₃的前驱物、P₂O₅的前驱物以及分散剂和无水乙醇于30-90℃下混合均匀，然后加入去离子水搅拌均匀，调整pH值为2-9，继续搅拌直至得到清澈透明和性能稳定的溶胶；

3)在步骤2)所得的溶胶中加入分散剂，然后加入步骤1)制备的石墨烯水溶液，获得石墨烯均匀分散的溶胶，最后陈化8-10小时，得到湿凝胶；

4)将步骤3)所得湿凝胶经保温干燥，最终获得本发明的生物活性干凝胶。

7.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述石墨烯的厚度为1-20个碳原子层的总厚度，其横向尺寸为100纳米到100微米。

8.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤2)中，所述CaO的前驱物为四水硝酸钙；所述SiO₂的前驱物为正硅酸乙酯；所述B₂O₃的前驱物为硼酸三正丁酯或硼酸；所述P₂O₅的前驱物为磷酸三丁酯。

9.如权利要求8所述的制备方法，其特征在于，步骤2)中，所述无水乙醇的摩尔量与前驱物中各种酯的总摩尔量之比为2～8∶1～2；所述去离子水与前驱物中各种酯的总摩尔量之比为4～8∶1～2。

10.如权利要求6-9任一所述的制备方法，其特征在于，步骤2)和步骤3)中，所述的分散剂选自聚乙烯醇、草酸、柠檬酸、聚乙烯吡咯烷酮和十二烷基苯磺酸钠中的一种或多种。

11.如权利要求1-5任一所述的生物活性干凝胶的用途，其特征在于，所述生物活性干凝胶用于制备生物体硬组织的修复或填充材料。

12.如权利要求11所述的用途，其特征在于，所述生物活性干凝胶用于制备人体骨修复或填充材料。

13.如权利要求3-5任一所述的生物活性干凝胶的用途，其特征在于，所述生物活性干凝胶用作药物缓释材料。