[发明专利]一种二氧化硅固定化羟基磷灰石材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种羟基磷灰石材料的制备方法，特别是一种二氧化硅固定化羟基磷灰石材料的制备方法。

背景技术

近年来，水体的污染越来越严重。其中，重金属是一种有着极大危害的污染物。一般认为重金属是指元素周期表上原子序数在24以上的元素。然而大多数情况下，是指汞、镉、铅、砷、铜、铬、锌这些产生公害的特定金属。重金属在水体中一般以离子的形式存在，在自然界中不能降解，有机体也可以轻易吸收，并且可在食物链中富集。当一些重金属在人体中累积超过了一定的标准，人体就会受到严重的损害。

随着水体中重金属的污染日益严重，现有技术中的处理方法是：一方面要严格控制排放废水中的重金属浓度，另一方面要着手治理已污染的水体，并实现废水的回收再利用。其主要方法为：

1．化学沉淀法。水体中的重金属离子多是阳离子，可与氢氧根离子形成沉淀，而化学沉淀法就是一种通过增大水体的pH值使水体中的重金属离子转化成沉淀，从而从水中分离出来的方法。

2．离子交换法。离子交换法是一种重金属离子替换离子交换树脂中氧阳离子的方法。离子交换树脂的原料一般为苯乙烯和丙烯酸。但由于材料抗氧化性和耐热性差，这类方法不是在所有情况下都有用，范围很有限，并且有可能造成二次污染。

3．生物方法。生物方法包括两个方面，一是植物修复技术，二是生物吸附技术。植物修复技术是利用植物移除、稳定水体环境中的重金属污染物，该法操作简单、成本低并且无二次污染，但是处理效率低，处理重金属污染种类单一。生物吸附技术主要是利用微生物的生物学性质去除水体中的重金属离子和生物累积，然后通过某种方法将重金属离子从生物体内转移出去，从而消除重金属离子对水体的污染。但是，由于微生物对水体中重金属离子的去除能力达不到期望的那么大，并且这一过程达到平衡的时间较长，所以这一技术还未运用到工业生产和环保领域中去。

4．吸附法。吸附法是利用一些多孔的固体材料对水体中的污染物进行吸附的一种方法。目前吸附剂一般分为四类有炭类吸附剂、生物吸附剂、高分子吸附剂和矿物吸附剂。羟基磷灰石是矿物吸附剂的一种，属于磷灰石族矿物，由于它的孔状结构较为特殊，故拥有良好的吸附与离子交换功能，可重复利用的性能使其备受关注。

羟基磷灰石（Hydroxyapatite，简称HAP）是人体中硬组织的主要成分（如骨骼和牙齿），能产生骨传导作用特性使其在组织工程上应用广泛。羟基磷灰石粉末可用于骨缺损部位的填补和修复，也可进一步制成性能优良的HAP陶瓷、HAP涂层材料、复合材料或骨组织工程支架材料等。

现有技术中，羟基磷灰石粉末的制备方法多种多样，但是大概可以分成三种：干法、湿法和水热法等。

（1）干法

干法合成羟基磷灰石粉末是指把固体的反应物人工混合后加入球磨机，在较高的温度下进行反应。

（2）湿法

湿法是目前主流的合成羟基磷灰石的方法，其中主要包括化学沉淀法、溶胶-凝胶法等方法。

① 化学沉淀法

化学沉淀法一般采用无极钙盐和磷酸盐反应得到。这种方法设备简单，合成的粉体纯度高且颗粒较细，生产成本较低，适合大规模的生产。

② 溶胶-凝胶法

该方法是用有机溶剂溶解醇盐，然后加入蒸馏水，使醇盐水解、聚合而形成溶胶，进而转变为凝胶，再将凝胶用真空干燥箱低温处理，使凝胶变干变疏松，经过煅烧得到粉体。该法操作简便，而且产物的各个性能都很优秀，但是缺点也很明显，原材料价格较高而且有的醇盐对人体有害，制出的粉体还需高温煅烧，更易团聚。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种方法设计合理、操作简便、制得的产品质量好的二氧化硅固定化羟基磷灰石材料的制备方法。

本发明所要解决的技术问题是通过以下的技术方案来实现的。本发明是一种二氧化硅固定化羟基磷灰石材料的制备方法，其特点是，其步骤如下：

（1）将贝壳洗净，100-110℃烘干，磨碎，过200目筛，得贝壳粉密封备用；

（2）按重量比1.5-2.5︰0.8-1.2︰0.8-1.2称取贝壳粉、磷酸氢二铵和磷酸二氢铵，混合后加入去离子水，磁力搅拌使其溶解，混合均匀后转移进入聚四氟乙烯高压釜中，170-190℃条件下反应18-30小时；用去离子水和无水乙醇洗涤，恒温干燥箱55-65 ℃烘干，过200目筛，得羟基磷灰石粉末备用；