[发明专利]以植物为模板制备羟基磷灰石纳米晶或微晶的方法

说明书

技术领域

本发明具体涉及一种以植物为模板制备羟基磷灰石纳米晶或微晶的方法，属于材料化学领域。

背景技术

羟基磷灰石，又称羟磷灰石，分子式为Ca₁₀（PO₄)₆(OH)₂，是一类应用广泛的生物活性陶瓷材料。由于其成分与生物机体骨骼的无机成分相似，因而引起人们的广泛关注。随着人们认识的不断提高，许多研究结果表明，羟基磷灰石是一种无毒、无致癌、无副作用和具有良好生物相容性的生物活性材料，植入体内后可引导新骨的生长；人们还发现羟基磷灰石具有固体碱性能和较强的离子交换能力，因此在催化载体、离子交换领域得到了广泛的运用；同时还能吸附有毒的离子和具有温敏、湿敏效应。此外，近期研究发现，纳米羟基磷灰石能抑制癌细胞的生长，对正常的细胞没有副作用，为制备新一代抗癌药物提供了新的途径。

羟基磷灰石具有很多优良的特性，除与本身特性相关外，还与其制备方法和微观结构有密切的关系。

羟基磷灰石的合成方法大致分为两类：干法合成和湿法合成。干法包括机械化学合成法和微波固定合成法；湿法合成包括水热合成法、沉淀法、微乳液法和溶胶-凝胶法等。羟基磷灰石的形貌有针状、球状、棒状、片状、竹筏状、有序鸟巢状、网眼状等。植物结构作为一种特殊的形貌，其制备方法和用途受到研究者的广泛关注。能组装成植物特殊微观结构的纳米材料由于其密度低，比表面积高等特性，使得其在微尺寸反应器、药物缓释、催化剂和能量储存方面都有重要的应用。

研究较多控制羟基磷灰石形貌的合成方法主要是模板法，中国申请（申请号 200810070645.7）报道了以有机聚合物聚苯乙烯磺酸钠为模板合成了粒径5-20nm的球状纳米羟基磷灰石粒子。中国专利（申请号200810064602.8，授权公告号CN 101298469B）报道了以聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯三嵌段共聚物P123为模板合成了竹筏状的羟基磷灰石。虽然，得到的羟基磷灰石形貌新颖，但引入了有机化合物，不但使生产成本增加而且一旦洗涤不净就会引入杂质且污染环境。

生物模板由于具有资源丰富、成本低、无污染、容易去除等特点，已成为目前研究的重要领域。中国专利（申请号200910154317.X）报道了以鸡蛋清为模板剂制备出颗粒均一、分散性良好的羟基磷灰石纳米晶，所制备得到的羟基磷灰石具有片状形貌。中国申请（申请号201110091906.5）报道了一种以蓝藻为模板制备单分散羟基磷灰石的方法，所制备的羟基磷灰石具有球状结构。李正茂等（山东轻工业学院学报，2008，22（3）5-6）以四水硝酸钙和磷酸氢二氨为原料，以酵母菌细胞为模板，通过化学沉淀法合成了粒径40nm以下的球状纳米羟基磷灰石粉体。中国专利（申请号200510018105.0，授权公告号CN 1267340C）报道了以超声波诱导牛血清蛋白为模板制备了棒状的羟基磷灰石。中国申请（申请号201010602746.1，申请公布号CN102058902A）报道了以多细胞海洋动物天然海绵为模板制备出网眼状仿生骨多孔支架材料。

现有技术制备羟基磷灰石的不足是：

（1）没有报道采用植物作为模板制备能组装成植物特殊微观结构的羟基磷灰石颗粒；

（2）有文献报道，通过煅烧温度的控制得到棒状和贝壳状的羟基磷灰石，但目前没有报道通过选择模板和调控煅烧时间、煅烧温度得到棒状羟基磷灰石纳米晶、片状羟基磷灰石纳米晶或球状羟基磷灰石微晶，其中棒状纳米晶组装成的羟基磷灰石具有模板植物的特殊微观结构。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种以植物为模板制备羟基磷灰石纳米晶或微晶的方法，该方法以可溶性磷酸盐和钙盐为原料，采用共沉淀法进行合成、然后控制煅烧温度、煅烧时间得到不同形貌的羟基磷灰石纳米晶或微晶，其中羟基磷灰石棒状纳米晶能组装成具有模板植物特殊微观结构的材料，纳米材料不仅分散性好，而且有较大的比表面积。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案步骤如下：

（1）将可溶性磷酸盐溶于去离子水中，磁力搅拌使其完全溶解，并在其中加入植物模板，其中每升去离子水中溶解0.05-5摩尔磷酸盐，每升磷酸盐溶液中添加1-50g的植物模板；