羟基磷灰石的制备及表征
羟基磷灰石的制备及表征
羟基磷灰石的制备及表征一、实验目的1。
掌握纳米羟基磷灰石的制备及原理2.了解羟基磷灰石的表征方法及生物相容性二实验原理羟基磷灰石（hydrrosyapatite，HAP）分子式为Ca10（PO4）6（OH)2是自然骨无机质的主要成分，具有良好的生物相容性和生物活性，可以引导骨的生长，并与骨组织形成牢固的骨性结合。
HAP是生物活性陶瓷的代表性材料，生物活性材料是指能够在材料和组织界面上诱导生物或化学反应，使材料与组织之间形成较强的化学键,达到组织修复的目的。
HAP在组成上与人体骨的相似性,使HAP与人体硬组织以及皮肤、肌肉组织等都有良好的生物相容性，植入体内不仅安全、无毒，还能引导骨生长,即新骨可以从HAP植入体与原骨结合处沿着植入的体表面或内部贯通性空隙攀附生长,材料植入体内后能与骨组织形成良好的化学键结合。
HAP主要的生物学应用作骨组织代替材料，磷酸钙类生物陶瓷材料在临床应用中遇到的最大困难之一是材料强度差,尤其是韧性低,且机械可加工性差，导致其在临床应用中受到了极大的限制。
为了改善HAP陶瓷的脆性和强度问题，一般会在其中添加ZrO2和碳纤维或是Al2O3和玻璃等物质进行增韧。
纳米级羟基磷灰石的制备方法很多，主要分为固相法和液相法两大类。
固相法合成在一定条件下（高温、研磨)让磷酸盐与钙盐充分混合发生固相反应，合成HAP粉末。
液相法合成是在水液中，一磷酸盐和钙盐为原料,在一定条件下发生化学反应，生成溶解度较小的HAP晶粒，包括化学沉淀法.水热合成法、溶胶—凝胶法、自然烧法、微乳液法、微波法等。
化学沉淀法因具有实验条件要求不高、反应容易控制,适合制备纳米材料等优点从而得到广泛应用。
沉淀法通常是在溶液状态下将不同化学成分的物质混合，在混合溶液中加入适量的沉淀剂得到纳米材料的前驱沉淀物，再将此沉淀物结晶进行干燥或煅烧制得相应的纳米材料。
金属离子在沉淀过程是不平衡的，需要控制溶液中的沉淀剂的浓度，使沉淀过程缓慢发生,才会使溶液中的沉淀处于平衡状态,使沉淀能均匀的出现在整个溶液中。
羟基磷灰石的制备,实验报告
羟基磷灰石的制备,实验报告实验报告实验名称：纳米羟基磷灰石的制备与表征一、实验目的了解纳米羟基磷灰石的制备及其性质，熟悉其表征方法，了解相关原理和操作流程。
二、实验原理羟基磷灰石，又称羟磷灰石，是钙磷灰石（Ca5(PO4)3(OH)）的自然矿物化。
羟基磷灰石（HAP）是脊椎动物骨骼和牙齿的主要组成，人的牙釉质中羟基磷灰石的含量在96%以上。
羟基磷灰石具有优良的生物相容性，并可作为一种骨骼或牙齿的诱导因子，在口腔保健领域中对牙齿具有较好的再矿化、脱敏以及美白作用。
实验证明HAP粒子与牙釉质生物相容性好，亲和性高，其矿化液能够有效形成再矿化沉积，阻止钙离子流失，解决牙釉质脱矿问题，从根本上预防龋齿病。
含有HAP材料的牙膏对唾液蛋白、葡聚糖具有强吸附作用，能减少患者口腔的牙菌斑，促进牙龈炎愈合，对龋病、牙周病有较好的防治作用。
以Ca(N03)2.4H2O NH4H2 PO4 为原料，采用化学沉淀法制备HA,CA/P=1.67三、仪器与试剂材料：Ca(N03)2 4H2O 、NH4H2 PO4 、氨水仪器：磁力搅拌机四、实验步骤（1）.称取6.9g 磷酸氢二铵和23.6g 硝酸钙。
（2）溶入250ml的蒸馏水中，硝酸钙用1000ml烧杯，磷酸氢二铵溶入250ml蒸馏水，用氨水分别调节PH值10-11。
（3）将磷酸氢二铵滴加到硝酸钙溶液中，控制滴加速度和搅拌速度，反应过程中检测反应的PH值以便及时做出调整。
（4）溶液滴加完后，继续搅拌加热维持1h，反应结束后陈化8h，薄膜覆盖烧杯口。
（5）蒸馏水清洗至中性，40。
C下干燥，研磨成粉状。
五、数据处理表征红外谱图1图1是HA标准红外光谱图。
HA有两个阴离子基团，P043-四面体阴离子基团和OH-基团。
图中P043-的吸收谱线571、602、963、1050和1089cm-1都出现了，OH-基团的谱线则出现在631、3570 cm-1处，证明所制备的晶体是HA晶体。
新型光催化剂载体羟基磷灰石的制备及性能表征
摘要本论文主要分为两大部分第一部分是均匀沉淀法制备羟基磷灰石的研究第二部分是研究用羟基磷灰石作为载体的负载型二氧化钛光催化剂的制备及性能评价羟基磷灰石是人体和动物骨骼的主要无机成份合成磷灰石以其特有的性能可在生物活性吸附性生物高分子的分离精制环境净化重金属离子的捕获环境催化剂脱氟剂等方面有广泛的应用本论文采用均匀沉淀法制备了纳米级的针状羟基磷灰石利用XRD FT-IR SEM BET比表面测试以及粒度测试对其进行了表征并最终获得了平均粒径为纳米级的针状羟基磷灰石晶体在制备得到性能良好的羟基磷灰石粉末的基础上采用压模成型的方法烧结制得具有一定形状和强度的羟基磷灰石块状载体光催化氧化法是以n 型半导体的能带理论为基础以半导体作敏化剂的一种光敏氧化法传统光催化悬浮体系存在反应后TiO2难以回收以及产生二次污染等问题很多研究者考虑将光催化剂固定到某种载体上本文拟通过制备一种与环境友好的羟基磷灰石作为具有吸附性能的新型载体改进溶胶-凝胶法制备TiO2的配方采用浸渍涂覆的方法制得高效且能多次重复使用的负载型复合光催化剂并以酸性媒介红B等模拟染料废水为处理对象来进行光催化的活性评价其中对光催化剂TiO2的负载量染料溶液初始浓度及pH值染料溶液的种类载体本身的特点对染料的脱色进行了讨论并将TiO2/HAP与P25悬降体系玻璃载体进行了比较实验结果表明当钛酸正丁酯与水的摩尔比为12以冰醋酸作酸催化剂和络合剂并添加一定量的稳定剂时既能保证所制备的溶胶长时间不变成凝胶又能保证催化剂负载牢固当煅烧温度为500时TiO2的主要晶型为锐钛矿结构将HAP模块在TiO2溶胶中浸渍涂覆3次平均负载量为0.171克/片在15W的杀菌灯下的照射120min后对100mg/L酸性媒介红B的脱色率可达到92%以上实验证明了TiO2/HAP对染料具有较高的催化活性HAP不仅是一种良好的吸附材料而且对光催化还有一定的促进作用是一种良好的光催化剂载体综上所述采用均匀沉淀法可制得粒径在纳米级的针状羟基磷灰石对其进行加工定型后除本身具有一定的吸附效果和光催化效果外还是一种性能良好的光催化剂载体这对制备新型环境材料羟基磷灰石以及开发拓展它的新功能方面有一定的应用价值关键词羟基磷灰石二氧化钛均匀沉淀法光催化载体染料废水AbstractThis dissertation has two parts. The first part is the preparation of hydroxyapatite (HAP). And the second part is the preparation of photocatalytic materials, titanium dioxide. The new immobilized photocatalysts are prepared using HAP as carrier. The activity of the immobilized photocatalysts is investigated by photocatalytic degradation of Acid Mordant Red B.HAP as the main inorganic component of the hard tissues in bones and teeth, is widely studied and used in clinical application to fill or restore damaged human calcified tissue because of its excellent bioactivity, biocompatibility and nontoxicity.Nanograde needle-like)2crystals are prepared by homogeneous precipitation method starting from Ca(NOFT-I Rfor 2h ,coated p hotocatalyst with 3 coating layers ,the degradation of 100mg/L Acid mordant red B rat e for 2h is more than 92%.The experimental results have indicated that nanograde needle-like crystals are prepared by homogeneous precipitation method. Not only the adsorption of HAP, but alsothe excellent carrier of immobilized photocatalysts.Key words: Hydroxyapatite Titanium dioxide Homogeneous precipitation method Photocatalytic Carrier Dye wastewater1 绪论1.1 引言磷灰石是具有相同结构的无机磷酸钙大家族的总称简称HAP或HA)是严格化学组成的化合物是人体和动物骨骼的主要无机成份它是一种长度为20~40nm³Ý¹ÇµÄ½á¹¹Ò²ÀàËÆÓÚ×ÔÈ»¹ÇÆä³É·ÖºÍ×ÔÈ»¹ÇÍêÈ«²»Ò»Ñù其生物兼容性和人体适应性尚不令人满意研究接近或类似于自然骨成份的无机生物医学材料极其活跃日本学者Aoki[3][4]等发现烧成的羟基磷灰石陶瓷具有很好的生物兼容性Aoki我国80年代开始研究羟基磷灰石陶瓷山东工业陶瓷研究设计院并进行了许多临床研究Ｐ理论值为1.67ËüÃǵĸßÎÂÏ༴Êdz£ÓõÄ和-TCPO xnHôÇ»ùÁ×»ÒʯÄÉÃ×Á£×ÓÓëÆÕͨµÄHAP相比具有不同的理化性能具有抑癌作用等在研究中人们发现羟基磷灰石纳米粒子本身就有一定的生物学效应制备出分散性良好合成磷灰石以其特有的性能可在生物活性生物高分子的分离重金属离子的捕获包括羟基磷灰石粉末和陶瓷的制备已有了充分的认识由于机械可靠性差由于羟基磷灰石的一些独特性质当前的研究主要集中在以下几个方面１因此来设计生物陶瓷种植体的形状ÉúÎï»îÐÔ²£Á§µÈ×é³É¸´ºÏ²ÄÁÏ[7]¶ø¶Ô²»Ðâ¸ÖÈÍÐÔÓÅÁ¼µÄ¼Ó¹¤ÐÔÄÜÀ´¿ª·¢Ó¦ÓÃHAP材料的一个尝试白色半透明粉末折射率为1.64~1.65¼î·Ö×ÓÖеÄCa2+容易被Cd2+Ba2+»¹¿ÉÓ뺬ÓÐôÈ»ùµÄ°±»ùËám空间群ｂ０．６８８５ｎｍ0001面上的投影可见这种Ca2+的配位数为9¸½¼ÓÒõÀë×ÓOH-则与其上下两层的6个Ca2+组成OH-Ca6配位八面体这种Ca2+的配位数为70001¸ÃλÖÃÁª½á×Å2个Ca2+ÓÉÓÚ2个Ca2+带正电当表面的Ca2+在某一瞬间空缺时能吸附Sr2+等阳离子和蛋白质分子上的E基团在水中的表面能较低从原料来源看湿法包括沉淀法干法即固态反应法１该法反应温度不高工艺相对简单必须严格控制工艺条件4H2OÊ®¶þÍé»ùÁòËáÄÆΪÔ-ÁϲÉÈ¡¾ùÔȳÁµí·¨ÖƱ¸ÁËÄÉÃ×¼¶µÄôÇ»ùÁ×»Òʯ·ÛÄ©2ÓëÆäËûʪ»¯Ñ§·½·¨Ïà±È²»Ðè×÷¸ßÎÂ×ÆÈÈ´¦Àíͨ¹ý¿ØÖÆË®ÈÈÌõ¼þË®ÈÈ·¨ÖƱ¸µÄ·ÛÌ徧Á£Ï߶ÈÓë·´Ó¦Ìõ¼þ(反应温度工艺较为简单通过水热合成得到晶粒完整作者还发现HAP粉体随水热温度的提高及时间的延长廖其龙等[11]采用CaCO3和CaHPO4.2H2O的混合物为前驱物下经8h的水热反应３溶胶形成后得到疏松的干凝胶该法优点在于纯度高但是邬鸿彦等[12]采用硝酸钙和磷酸三甲酯为原料１孟令科等[13]在800ÔÚ500-12004ÔÚ1000-1300Ca10(PO4)6(OH)2+4H2O +4CO2Ca 3(PO4)2+CaOCa10(PO4)6(OH)2+6 H2O(PO4)2+Ca(OH)2Ca½Ï³¤µÄÔ¤»ìĥʱ¼ä¶ÔÖмäÏàת»¯ÎªHAP更为有利无晶格缺陷结晶程度高的HAP晶体往往有杂质相存在因此在生物陶瓷领域较少采用５对医用生物材料而言如高温分解哺乳类动物骨制得结晶程度较好的HAP粉近年来也成功地从鱼鳞中提取了HAP和吸附激光由于其独特的生物相容性制得了各式各样的复合材料组织工程支架和穿皮元件等而用作生物大分子分离[18]ÈËÃÇ·¢ÏÖôÇ»ùÁ×»Òʯ×÷Ϊ»·¾³²ÄÁÏ·½Ãæ¾ßÓÐÐí¶à¶ÀÌصÄÓŵã¸÷ÖÖ²ÄÁÏ´ÓÁòËá¸Æµ½ÍѸƹǶ¼ÓÃÀ´×÷ΪÒÆÖ²¹ÇµÄÌæ´úÎïHAP与构成动物骨骼的主要矿物---生物磷灰石组成相似具有良好的理化性质和生物学特点根据HAP自身结构和具有的生物特性１ＨＡＰ和合成高分子的复合[23-24]Í¿²ã[25-26]和金属合金组成的复合材料[27-28]5HAP的多相复合材料[32-33]¿ÉÖƳɸ÷ÖÖÎü¸½¼ÁºÍÀë×Ó½»»»¼ÁÖîÈç½µ·ú¼ÁHAP的晶体结构形式和离子半径相似性决定了某些阳离子(如Pb2+Zn2+ijЩÒõÀë×Ó(如F-Ö÷ÒªµÄÈ¥³ý»úÀí°üÀ¨Îü¸½ÀûÓÃËüµÄÕâЩÌØÐÔ¿ÉÓÃÓÚÐí¶àÓк¦ÖؽðÊôÀë×ӺͷúÀë×ӵĸ»¼¯·ÖÀë±»Îü¸½µÄÖؽðÊôÀë×ӿɹ̻¯ÔÚ¾§¸ñÖжø²»³öÏÖ½âÎüÆäÐÐΪÀàËÆÓÚË®ÈÜÒºÖÐÑôÀë×ÓÓëÁ×»Òʯ¾§¸ñÖÐCa2+之间的离子交换反应这对于去除废水中的各种重金属离子和综合回收其中有价值元素具有潜在的应用前景铁氧体法离子交换吸附近年来Cu2+Pb2+ >Cd2+>Cu2+ >Zn2+ïӵķÏË®Cd2+Ca 3.5Cd6.5(PO4)6(OH)2½»»»Îü¸½ÈÝÁ¿¸ßÉ豸¼òµ¥HAP对F-的结合能力很强,这不仅由于F-与OH-带有相同的电荷,并且具有很小的离子半径,很容易取代OH-填进HAP的晶格由于HAP对F-的吸附作用一是双分解反应形成CaF2PO4PO»¹Ìرð½«ôÇ»ùÁ×»ÒʯÓë¹ÇÌ¿»îÐÔÑõ»¯ÂÁÔÚÖØÁ¿ÏàµÈµÄÎü¸½²ÄÁÏÖÐÒÔ¼°ÆäËûº¬·ú·ÏË®µÄ´¦Àí·½Ãæ¾ßÓкܺõÄÓ¦ÓÃÇ°¾°ÈçHAP能吸附Cl-3HAP还能吸附某些低分子的有机偶联剂[40]Maniatis[41]发现HAP能对高分子的有机物如蛋白质产生吸附而且与溶液状况及聚合物建立了羟基磷灰石(HAP)吸附牛血清白蛋白 (BSA)的物理模型和数学模型[43]ͨ¹ý·Ö×ÓÄ©¶ËµÄ¹ÙÄÜÍÅÓëHAP表面的吸附位置结合而HAP吸附高分子有机物时1.2.3.3 萤光材料1949年并很快在萤光并且有较强的离子交换能力离子交换领域找到了广阔用途也可作为化学反应取得不错的效果[45]和H3PO4做前驱物MM来制备HAP 1.5ppm200ppmͬÑùW.T.Reichle对环己酮,H.Nishikawa[48]对三氯丁烯进行处理 Yuichi.Komazak 在实验中HAP等比例混合后粘结在玻璃管上这些文献都证明了HAP 具有一定的光催化效果由东京大学开发的光敏催化剂是由被钛改性的羟基磷灰石钙(Ca-HAP)制得的加入钛１这就是该催化剂比传统的光敏催化剂效果好的原因在不可见光下这种新型催化剂可以用于像乙醛1.2.3.5 湿度传感元件随着科学技术发展高强度的高性能陶瓷材料受到广泛的重视羟基磷灰石在室温下的湿敏机理可用于质子导电从而把HAP又列入新型智能敏感材料的行列磷灰石水泥所以有希望作为自然融合型的新材料而得到利用并具有良好的生物相容性和生物活性白度高牙釉质的硬度为7²»½ö¿ÉÒÔÆðµ½Á¼ºÃµÄÄ¥²ÁÅ×¹â×÷ÓÃ会损伤牙釉质使牙齿变白牙面亮泽[53]通过羟基磷灰石牙膏的体外吸附试验含2%羟基磷灰石的牙膏促进牙龈炎愈合1.2.3.8 其它1989年另外HAP还可用作脱臭剂和毛发化妆品的主要原料[57-58]½µµÍÓÍÖ¬Ëá¼ÛºÍ¹ýÑõ»¯ÖµµÄ¾«ÖÆÔ-ÁϵÈÓйضþÑõ»¯îѵȰ뵼Ìå¹â´ß»¯¼ÁµÄÑо¿³ÉΪ¹úÄÚÍâ»·¾³ÁìÓòµÄÒ»¸öÈȵ㼺ÓкܶàÆÀÊöÐÔÎÄÏ×Ëù±¨µÀÈÈÎȶ¨ÐԺöÔÈËÌåÎÞº¦µÈÓŵ㱶ÊÜÈËÃÇÇàíùÈËÃǹ㷺¶øÉîÈëµØÑо¿Á˶þÑõ»¯îѵĸÄÐÔ¼¼ÊõÒÔÌá¸ß¹â´ß»¯¼ÁµÄ»îÐԺʹ߻¯Ð§Âʼ´Ê¹Ó÷Ûĩ״¹â´ß»¯¼Áʵ¼ÊÉÏÕ⼺¾-³ÉΪÒÔ¶þÑõ»¯îѵÈΪ»ù´¡µÄ¹â´ß»¯·½·¨ÄÑÒÔÉÌÒµ»¯µÄÖ÷ÒªÔ-ÒòÖ®Ò»ÈËÃÇÒѽ«Ñо¿µÄÖصãתÏòÖƱ¸¸ßЧÂʵĴ߻¯Ä¤È¡´úTiO2粉末在不同的应用条件与环境下总体来说´ø϶½Ï¿í(约3.2eV )如何提高光催化剂的光谱响应范围和催化效率是制约TiO2光催化技术实用的关键问题[60-61]¿ÕѨµÄ·ÖÀëЧÂÊ贵金属表面沉积[63]表面超强酸化[66]等２而化学方法分为溶胶-凝胶法电化学沉积法[70]ÆäÖÐÓõý϶àµÄÊÇÈܽº-凝胶法它可细分为浸渍提拉法[73-74]热催化[79]电化学等技术[82]或过程与光催化反应相结合的研究ÈÝÒ×Öж¾´ß»¯¼Á²»Ò×·¢É¢µÈȱµã[83]µ«²¢²»Ó°Ïìʵ¼ÊÓ¦ÓÃÌá¸ß¹â´ß»¯Ð§ÂÊÒ»°ãÓÉÌîÂúµç×ӵĵÍÄܼ۴ø(valence band¼Û´øºÍµ¼´øÖ®¼ä´æÔÚ½û´øEg) 的光照射半导体时在价带上产生空穴(h+)¶ø¾ßÓкÜÇ¿µÄÑõ»¯ÄÜÁ¦OH自由基也有部分有机物与h+直接反应整个光催化反应中半导体内产生的电子-空穴对存在分离/被俘获与复合的竞争 图1.2 TiO2半导体光激发原理Fig1.2 Mechanism of TiO2 semiconductor excited by impinging photos1.3.3 光催化剂载体的选择光催化氧化体系的研究然而通常的悬浮相光催化氧化存在与水分离困难因此催化剂的固定化不仅可以解决悬浮相催化剂的分离回收的问题催化在活性组分上的转化载体的选择及催化剂固定技术已是光催化研究的一个重要方面无机载体和有机载体如使用寿命性质稳定其次是吸附剂类１具体而言空心玻璃微球[90-91]玻璃筒[94]Ö®ËùÒÔʹÓò»Í¬ÐÎʽµÄ²£Á§Òò´ËÓýþÍ¿处理方法制备出漂浮负载型TiO2薄膜光催化剂选择玻璃作为载体时要注意两方面的影响较为理想玻璃中Na+ÆÆ»µTiO2的晶格结构而Si4+相对而言在热处理时更加惰性和稳定由于玻璃表面十分光滑平整附着牢固目前仍有很大的研究价值２破坏TiO2晶格降低催化活性目前使用的主要有不锈钢[97]泡沫镍[100]等所以负载也较困难３活性炭[102]Ôö¼Ó¾Ö²¿Å¨¶ÈÒÔ¼°±ÜÃâÖмä²úÎï»Ó·¢»òÓÎÀëÔÚ¹âÕÕÏÂÄÜ´ß»¯½µ½â¼«Ï¡Å¨¶ÈµÄ³ý²Ý¼ÁÈÔ´æÔÚ·´Ó¦ºóÂ˳ý¹â´ß»¯¼ÁµÄ²»±ãÈç²£Á§ÉÏ»òÉè¼Æ³ÉÁ÷»¯´²ÐÎʽ´ó·Ö×ÓµÄÓлúÎï²»ÄܽøÈëÓëÆä³ä·Ö½Ó´¥Ôò¾ßÓкܸ߹â´ß»¯»îÐÔ¶Ô³¬Ï¸¿ÅÁ£µÄTiO2具有良好的附着性Al2O3陶瓷片Micheal L. Sauer 等[103]以蜂窝状陶瓷柱作为载体负载TiO2光催化降解空气中丙酮获得了满意效果掺杂其中或是将TiO2涂布表面也能被TiO2光催化降解到目前为止主要用于废水处理和空气净化上一种是将纳米TiO2粉体混入溶液中或直接机械搅拌称为悬浮体系悬浮体系较为简单方便受光也较充分但使用中发现存在着难以回收催化剂不易分散等缺点但并不影响实际应用甚至会获得更高催化效率商品化和工业化具有重大的实际意义包括纺织其中以染色废水污染较为严重它包括纺织废水和印染废水两部分印染废水主要来自退浆丝光其中污染物主要是指各种纤维材料和加工时使用的染料表面活性剂和各类整理剂等生产品种一般印染废水pH值为61000mg/L生物化学需氧量悬浮物碱性强化学方法1.5 选题及课题研究的目的和意义1.5.1 选题本课题是国家863计划TiO2光催化氧化技术具有极大发展前景量子效率较低等问题围绕TiO2光催化剂载体羟基磷灰石的制备与TiO2光催化剂固定本论文分两部分文章的后一部分在制备得到较好的二氧化钛溶胶的基础上同时选择以载玻片为光催化剂的载体制备出负载型光催化剂TiO2 /GlassµÍºÄµÈÌصã´ß»¯¼ÁÒÔ¼°´ß»¯¼ÁµÄÔØÌåÊÇ´ËÏî¼¼ÊõµÄ¹Ø¼üÄÚÈÝÒ×Á÷ʧµÈÌصãÓÉÓÚôÇ»ùÁ×»ÒʯÓÅÁ¼µÄÎü¸½ÌØÐÔ¼°»·¾³ÓѺõÄÐÔÄܲÉÓýþ×ÕÍ¿¸²µÄ·½·¨ÖƱ¸Á˸ºÔØÐ͹â´ß»¯¼ÁTiO2 /HAP2ÖƱ¸³öÁËÄÉÃ×Õë×´µÄôÇ»ùÁ×»Òʯ¾§ÌåÒÔ¼°¹¤ÒµÖдó¹æÄ£ºÏ³ÉôÇ»ùÁ×»Òʯ¶¼ÓÐÒ»¶¨µÄʵ¼ÊÒâÒå3¸ßЧÎﻯ×éºÏ¼¼ÊõÓëÉ豸的要求2 纳米针状羟基磷灰石的制备及表征在合成制备羟基磷灰石的这些方法中颗粒较细于是本论文选择以硝酸钙和磷酸为原料ＦＴ－ＩＲ比表面测试等方法进行表征分析１００１ 上海市吴淞五金厂磁力加热搅拌器78—1 江苏江堰银河实验仪器厂XRD粉末衍射仪Max-3B日本RIGAKU D粉末粒度测试仪Nano-Zetasizer-90 英国马尔文公司比表面测试仪ASAP2020V 美国傅立叶变换红外光谱仪equcno×55型美国Bruker公司SEM电子扫描显微镜Sirion 200 FEI公司压力试验机WE-A型山东凯威公司表2.2列出了实验所需的主要药品和试剂表2.2 部分实验药品Tab2.2 Experiment Reagent试剂分子式级别生产厂家硝酸钙Ca(NO)2H2O A.P 武汉市江北化学试剂厂六偏磷酸钠(NaPO3) 6 A.P 天津市博迪化工有限公司2.2 实验方法将一定量的Ca(NO)2°´Ca下继续搅拌1h后静置将烘干后的产物在一定温度下煅烧其反应流程图见图2.1)2 +6 H3PO4 + 20NH310Ca(NO2.3 分析方法2.3.1 X射线衍射测定条件为铜靶 1.5418A扫描速度20FT-IR按照1ÒÇÆ÷µÄ·Ö±æÂÊΪ4cm-12.3.3 粉末粒径大小及其分布为了对制备得到的粉末的粒径大小及其分布有一定了解以六偏磷酸钠为分散剂2.3.4 BET比表面测试采用美国ASAP-2020型比表面测试仪从而得出HAP粉末的BET比表面积并计算孔体积和粒径SEM2.4 结果与讨论2.4.1 Ca·Ö±ðÊÇ0.6mol/L0.1mol/L P½Á°è将溶液的pH值调节至10¹ýÂË在750图2.2 不同初始浓度Ca(NO3)2所制得的HAP粉末的XRD图Fig2.2 XRD patterns of HAP powder prepared by different initial concentration of Ca (NO3) 2图2.2是四种不同初始浓度下制得的HAP在750µ±Ca(NO3)2浓度为0.1mol/L时颗粒的沉降速度变慢Ca(NO3)2浓度为0.1mol/L的反应液静置陈化一段时间后发现但产量低较难过滤经分析那是初始浓度为0.1mol/L0.6 mol/L的Ca(NO3)2制得的粉末的平均粒径分别为66nm183.7 nmÐγɵľ§ºËÊýÄ¿Ô½¶à¿É¼û当的初始浓度当Ca(NO 3)2的初始浓度较低时因此得到的晶体粒径较小晶核与晶核之间更容易融合在一块2.4.2 HAP 煅烧温度的影响取Ca(NO3)2将均匀沉淀得到的沉淀物反复洗涤下煅烧红外粒径大小及其分布１４５０９５０HAP 的衍射峰底部较宽热处理后还有一些NO 3-未分解完全其谱峰明显地不够尖锐但随着烧结温度的升高形成结晶度很好且单一的HAP 相时但同时也含有较多的杂峰通过与HAP 的JCPDS 标准卡片比较知-TCP时羟基磷灰石开始发生相转变了ａ950图2.3 不同温度下煅烧HAP后的XRD衍射图谱Fig 2.3 XRD patterns of HAP powder prepared by different sintering temperatureÔ-Ïȼò²¢µÄ¼òÕýÕñ¶¯ÊÜλÖÃȺ¼´³öÏÖÁ˼ò²¢ÎüÊÕ´øµÄ·ÖÁÑͼ2.4为不同温度下煅烧的羟基磷灰石粉末FT-IR图谱H2OÆäÖÐ3570cm-1和633cm-1分别为OH-的伸缩振动íOH带和OH-的摆动ñOH带875cm-1峰表明有HPO42-基团存在962 cm-1ÔÚ(a)和(b)中1385cm-1的宽带和隆起是由NO3-的存在造成的说明在较高温度烧结HAP时NO3-已完全分解3570 cm-1和633cm-1处的OH-峰越来越尖锐说明随着温度的升高HPO42-基团逐渐消失了在低温煅烧时特征峰不突出随着煅烧温度的升高HAP又开始发生相转变-TCP的吸收峰ａ图2.4 不同温度下煅烧后的羟基磷灰石粉末的FT-IR图Fig 2.4 FT-IR of HAP powders prepared by different sintering temperature treament和950ÄܽϺõķ´Ó¦·ÛÄ©Á£¾¶´óСµÄ¾ùÔÈÐÔ和950在低温如200µ«Ëæ×ÅÈÈ´¦ÀíζȵÄÉý¸ß¾§Á£Ö®¼äµÄ²¢ºÍ¼Ó¾ç比表面计算得到的粒径大小基本吻合同时HAP粒子的粒径分布越来越宽而在图d中随着煅烧温度的升高(a) 200(c) 7504450950干燥脱气处理后置于-195.604Èç¹û¼ÙÏóHAP粒子为均匀球状分布表2.3 HAP比表面积与煅烧温度的关系Tab2.3 the effects of different sintering temperature treament on HAP surface煅烧温度200 450 750 950比表面积nm30.5 68.0 94.3 164通过ASAP-2020型比表面分析仪测试５６．７１／ｍ2 /g可见这可能是因为在该过程中粒子融合在一起且逐渐致密化而空洞的收缩这可能与用粒度仪测试HAP粒子时溶液的分散效果５下煅烧时HAP的晶型逐渐突出时已基本可以看出HAP为针状晶体时越发突出其形貌特点也可以得到解释随着温度的升高晶型也凸现出来a450d²ÅÄÜ·¢»ÓÆä¶ÀÌØ×÷ÓÃ将过滤后所得的沉淀在100Í£Ö¹¼Óѹ²¢ÔÚ¸ÃѹÁ¦Ï±£³Ö2分钟后退模然后将生胚置于马弗炉中分别在200750下烧结形成素胚HAP 450图2.8 烧结温度对HAP 横向收缩率的影响Fig2.8 Contraction percentage of HAP compacts as a function of sintering temperature采用阿基米德法分别测试各温度下烧结形成素胚的密度从图可以看出随着烧结温度的升高说明素胚结合越来越致密－９５０时的基础上增加了4%HAP 开始慢慢转化为Ca32.5 本章小结4H2O 的初始浓度其中煅烧温度越高时纯度较差煅烧温度为7502我们制备羟基磷灰石时Ca(NO 3)2素胚的烧结温度分别选为450²ÉÓþùÔȳÁµí·¨ÊÇÒ»ÖֺϳÉHAP 陶瓷较简便的方法煅烧温度低有一定的工业应用价值3 TiO2溶胶及负载型光催化剂HAP/TiO2的制备与表征3.1 TiO2溶胶的制备负载型TiO2的制备方法主要有溶胶-凝胶法离子交换法制备条件温和牢固性好等优点而成为目前最常用和最具有前景的方法因此溶胶的稳定性是大家普遍关注的问题探索稳定时间长实验中所用的水均为蒸馏水表3.2 部分实验仪器Tab3.2 Experiment Reagent名称型号生产厂家磁力加热搅拌器 78—1 江苏江堰银河实验仪器厂马弗炉湖北省英山茂福电炉厂烧杯5020²»¶Ï½Á°èϼÓÈëÒ»¶¨±ÈÀýµÄÕý¶¡´¼剧烈搅拌90min后最后加入稳定剂B在得到TiO2溶胶的基础上温度下煅烧3.2 结果与讨论3.2.1 水量的影响表3.3列出了水的用量不同时温度25稳定剂A和稳定剂B的用量分别为0.7mlÒÔ¼ìÑé¶þÑõ»¯îÑÈܽºÖƱ¸¹ý³ÌÖвÎÊýµÄÑ¡Ôñ表3.3 水量对溶胶的影响Tab3.3 Effect of water content on sol stabilityH 2O (ml) 溶胶的稳定性膜1.0 加入H 2O 后10min 成为乳白色沉淀0.5 溶胶可稳定存放4d 干燥后即可用手抹去0.3浅黄色溶胶煅烧后有大面积白色晶粉存放60d颜色和体积没有变化90d 时变为橙黄色仍可进行提拉涂膜仍可进行提拉涂膜敞口放置第一次煅烧后膜透明多次涂覆煅烧后呈白色 ０．１ 溶胶的性状基本同上一次煅烧后附着不牢2次煅烧膜成粉状煅烧3次后膜一抹即掉Ti(OBu n )4Ti (OBun)2(OH)2Ti(OH)4缩合反应一般都与Ti(OBu)4/H 2O 的摩尔比有关在稳定的溶胶体系中上述过程是分步进行的加水量少反之从表中数据可以看到生成氧化物沉淀但水缺乏时综合考虑溶胶的稳定时间和成膜性质适２均匀有序的溶胶结构需要较快的水解反应速率和较慢的聚合反应过程而加入酸作催化剂不仅能加快醇盐的水解反应过程它们会排斥OR 基而与羟基相吸附使它们的电荷更正另一方面OR 基与金属阳离子之间为此比较了它们的催化作用温度25稳定剂A 和稳定剂B 的用量分别为0.7ml·ÅÖúó³ÊÀ¶É«¸½×Ų»ÀÎHNO 3 5浅黄色溶胶可抹去HNO 3 3浅黄色溶胶可抹去HNO 3 1 缓慢形成白色沉淀 /CH 3COOH5浅黄色溶胶70d后颜色加深90d时变为橙黄色仍可进行提拉涂膜仍可进行提拉涂膜敞口放置第一次煅烧后膜透明多次涂覆煅烧后呈白色只有pH值适当时pH 值越小pH 值过小(如小于1.5)时溶液逐渐成稳定的溶胶这些带电胶粒互相排斥促使其不能聚合成凝胶也不会立即聚沉温度及反电荷溶胶等强电解质用HNO3调节pH为1时直接生成了沉淀水溶液中电离常数为1.75¸üÖ÷ÒªÊÇÒòΪ´×ËáÊÇÒ»ÖÖÂçºÏ¼ÁÒ»ÖÖÔÚÄ©¶ËTi(OBu n)4+AcOH´×ËáÅäλÌå×÷Ϊ˫Åäλ»ùÒýÆðòüºÏÅäλºÍÇŽÓλÈܽº²»»á¶Ìʱ¼äÄÚ±ä³ÉÄý½º¿Õ×èЧӦºÍÂçºÏÄÜÁ¦À´Ó°Ïì½ðÊô´¼ÑεÄË®½âºÍËõ¾ÛµÄ³Ì¶ÈµÄ¾ùÔÈ»¯Æä·Ö½â±í3.5给出了无水乙醇其他条件为冰醋酸2.0ml0.5mlÈýÖÖ²»Í¬µÄ´¼×÷ÈܼÁʱîÑËᶡõ¥¿ÉÓë´¼ÈܼÁºÜ¿ì·¢Éú¿ÉÄæµÄÈ¡´ú·´Ó¦¶ø¿Õ×èЧӦ´óС´ÎÐòÔòÊǶ¡Íé»ù>异丙烷基>乙烷基缩聚反应都是乙烷基最快乙醇>异丙醇>正丁醇加快凝胶化进程表3.5 溶剂的影响Tab3.5 Effect of solvent on sol stability溶剂 溶胶的稳定性膜无水乙醇草绿色溶胶4次煅烧后开始脱落之后成为亮黄色凝胶 可连续6次涂膜煅烧存放60d颜色和体积没有变化90d 时变为橙黄色仍可进行提拉涂膜仍可进行提拉涂膜敞口放置第一次煅烧后膜透明多次涂覆煅烧后呈白色 3.2.4 稳定剂的作用钛酸酯中的钛虽然是四价所以加入配合能力适当的配体不但不会发生白色沉淀而且易于生成氢氧化物或氧化物沉淀得到稳定的溶胶其他条件为冰醋酸2.0ml3.2.5 TiO2的X衍射分析煅烧温度和时间影响晶粒的生长过程及晶型金红石(rutile)和板钛矿(brookite)三种晶型其中锐钛矿型光催化活性较高图3.1 TiO2晶型结构示意图Fig3.1 the pattern structure of TiO2 crystallites两者的差别在于八面体的畸变程度和八面体相互联结的方式不同锐钛矿型八面体呈明显的斜方晶畸变３．０４）比金红石型(3.57 Å1.980 Å)小于金红石型(1.949 Ű˸ö¹²¶¥½Ç)Ëĸö¹²¶¥½Ç)ÈñîÑ¿óÐÍÓÉËĸöTiO2分子组成锐钛矿型的质量密度(3.894g/cm3)小于金红石型(4.250g/cm3)金红石型TiO2比表面积较小·OH的另一个来源以及羟基化产物进一步氧化反应的氧化剂光生电子与空穴容易复合图3.2是将TiO 2干凝胶分别在400600时当煅烧温度为600¶øµ±ìÑÉÕζÈΪ500下煅烧催化剂即可制备负载型的光催化剂TiO2/ HAPÑ¡ÓÃHAP450慢慢浸入制得的TiO2透明溶胶中最后将其在马弗炉中煅烧下保温一段时间即得负载型光催化剂TiO2/HAP模块每片HAP450模块上的涂覆量可通过称重差量得到A0表示负载前的重量表3.7 负载次数与TiO2负载量Tab3.7 Relation between loaded weight and coating times负载次数 1 2 3 4 5 6HAP450g%g%HAP模块表面负载的二氧化钛量也随之增加同时的负载量HAP450±È±íÃæ½Ï´ó3.3.3 TiO2/ HAP的吸附性实验广义的吸附作用(sorption)包括两种主要的机理其中表面吸附有4种类型而我们通常所说的吸附作用皆属于表面吸附的范畴Kresak.M认为HAP对有机物的吸附大部分符合Langmuir型单分子层的吸附等温线素坯以及负载好二氧化钛溶胶的模块置于100mg/L的酸性媒介红B溶液中暗反应。
羟基磷灰石{Ca10（PO4）6（OH）2,hydroxyapatite,简称HAP}具...
羟基磷灰石｛Ca10(PO4)6(OH)2，hydroxyapatite，简称HAP｝具有极好的生物相容性和生物活性，被认为是最有前途的陶瓷人工齿和人工骨置换材料。
然而，纯HAP陶瓷的机械性能比较差，例如，断裂韧性(K IC)不超过1.0 MPa·m1/2，而且，在潮湿的环境中Weibull因子较低(n=5～12)，作为人工种植体其使用可靠性较差。
到目前为止，HAP陶瓷不能用作承载种植体，它在医学上的应用仅限于小的非承载种植体、粉末、涂层和低承载的多孔种植体。
为了提高HAP陶瓷材料的使用可靠性，近十几年来已经进行了许多研究工作。
本文将结合我们的实验工作，简单探讨在该领域的某些研究进展。
1 HAP粉末的制备制备HAP粉末有许多方法，主要有湿法和固态反应法［1］。
固态反应法往往给出符合化学计量、结晶完整的产品，但是它们要求相对较高的温度和热处理时间，而且。
这种粉末的可烧结性较差。
湿法包括：沉淀法［2，3］、水热合成法［4］和溶胶-凝胶法［5～8］等。
用水热合法成法获得的HAP材料一般结晶程度高，Ca/P 接近化学计量值。
溶胶-凝胶法可以得到无定形、纳米尺寸、Ca/P比接近1.67的HAP粉末。
用沉淀法在温度不超过100 ℃的条件下，可制备纳米尺寸的纤维颗粒粉末［9］。
就HAP粉末的制备而言，制备工艺已经比较成熟。
但是到目前为止在我国还没有形成HAP粉末材料的批量生产能力。
2 HAP陶瓷HAP陶瓷的烧结温度一般为1000～1200 ℃，袁建军等人［10］的研究说明，1300 ℃是HAP陶瓷材料的最佳烧成温度。
如果烧结温度过高可造成HAP分解和颗粒异常长大，导致强度降低。
热压［11］、热等静压烧结可得到具有细晶结构，高密度而且稳定性和机械性能良好的制品。
微波烧结［12］不仅有效地节约时间和能源，而且有利于HAP材料的微观结构和机械强度。
致密HAP陶瓷的机械性能取决于HAP粉末中Cap比值、气孔率和杂质。
羟基磷灰石合成方案
羟基磷灰石合成方案羟基磷灰石基本信息：羟基磷灰石（Ca10(PO4)6(OH)2，M=1004），熔点：1650℃，比重：3.16g/cm3，溶解度：0.4ppm，Ca/P：1.67 合成方法：化学共沉淀法原料：四水合硝酸钙（Ca(NO3)2·4H2O，M=236.15）、磷酸氢二铵（(NH4)2HPO4，M=132.06）和氨水（NH3·H2O，M=35.05）。
反应方程式：需要设备：搅拌器、恒温水浴锅、酸度计、离心机、pH试纸、烧杯（2L、1L、500ml），量筒（500ml或1L），1L容量瓶（2个），分液漏斗（500ml，2个），玻璃棒，保鲜膜。
实验步骤1、配制浓度为0.5mol／L硝酸钙和磷酸氢二氨溶液；2、将恒温水浴锅恒温至50℃，用量筒量取1000ml浓度为0.5mol/L硝酸钙溶液倒入大烧杯中，并将烧杯置于恒温水浴锅中，再用分液漏斗滴加氨水将溶液的pH值调节至10~11；3、在搅拌器的不停搅拌下，用量筒量取600ml、0.5mol／L磷酸氢二氨溶液，将其装入分液漏斗，然后缓慢加入烧杯中。
在滴加的过程中，使用pH酸度仪实时监测并通过滴加氨水来控制其pH值保持在10~11。
当磷酸氢二铵溶液滴加完后，用适量的水冲洗漏斗。
继续搅拌30分钟，用保鲜膜封闭烧杯口；4、静置陈化24小时；5、将反应产物用离心机离心分离。
除去上清液，加入蒸馏水，用玻璃棒搅拌均匀后，继续离心3～5分钟：重复步骤多次，直至测得的pH值在7～8之间(一般需要离心4—5次)；向沉淀物中加入酒精，再离心清洗2次，最后得到纯净的HA乳状胶体；5、将HA乳状胶体倒入培养皿中，置于恒温为70℃干燥箱中干燥24小时；6、将干燥后的HA粉体置于马弗炉中，700℃烧结2小时，得到羟基磷灰石粉末。
合成羟基磷灰石技术路线图。
(完整word版)羟基磷灰石的制备及其表征实验方案(word文档良心出品)
实验方案课题六纳米羟基磷灰石的制备与表征小组成员段东斑、陆文心、耿明宇1.背意义景羟基磷灰石（Hydroxyapatite，简称HA，化学分子式:(Ca10 (PO4)6(OH)2)是人体和动物骨骼的主要无机成份。
在人体骨中，HA 大约占60%，它是一种长度为20~40nm，厚1.5~3.0nm 的针状结晶，其周围规则地排列着骨胶原纤维[36]。
齿骨的结构也类似于自然骨，但齿骨中HA 的含量高达97%。
医学领域长期以来广泛使用的金属和有机高分子等生物医学材料，其成分和自然骨完全不同，用来作为齿骨的代材料(人工骨、人工齿)填补骨缺损材料，其生物相容性和人体适应性尚不令人满意。
而羟基磷灰石具有无毒、无刺激性、无致敏性、无致突变性和致癌性，是一种生物相容性材料，可与骨发生化学作用，有很好的骨传导性。
因此，近二十年来，研究接近或类似于自然骨成份的无机生物医学材料极其活跃，其中特值得重视的是与骨组织生物相容性最好的HA 活性材料的研究、临床应用。
近年来，随着人们对纳米领域的认识与关注，医学界也相继开始了对纳米HA 粒子(或称超细HA 粉)的研究，HA 纳米粒子与普通的HA 相比具有不同的理化性能：如溶解度较高、表面能较大、生物活性更好、具有抑癌作用等，可以作为药物载体用于疾病的治疗，是一种生物相容性良好的治疗材料。
目前，人们已经开发出多种方法来制备纳米HA，如水解法、水热反应法、溶胶一凝胶法及最近发展的微乳液法等，其中化学沉淀法是各种水溶性的化合物经混合、反应生成不溶性的沉淀，然后将沉淀物过滤、洗涤、煅烧处理，得到符合要求的粉体。
化学沉淀法因工艺简单、成本低、颗粒小等优点被广泛应用。
但是目前对这种方法的研究还处于初级阶段，制备出的纳米粒子粒径不均一，分散性差且有易团聚的现象。
为此，我们希望对化学沉淀法制备HA纳米粒子的条件的进行深入研究，分析各种因素对纳米HA晶型与粒径的影响，为HA的工业化生产提供依据。
高通量羟基磷灰石掺杂实验
仿生矿化制备掺杂羟基磷灰石的制备与表征1.研究背景羟基磷灰石（HA）作为骨和牙齿的主要成分，合成HA具有良好的生物相容性而被广泛的应用于硬组织工程领域。
磷酸钙结构的高稳定性和灵活性使得阴阳离子替代成为可能，同时形成的不同离子掺杂的HA在理化生性能方面存在着差异性。
例如，锶（Sr）代替Ca掺于HA存在于骨无机相中，特别是高代谢新骨生成区，南方医科大学的Guoxian Pei等人通过微弧氧化技术已经制备出钛基Sr掺杂HA薄膜[1]。
研究表明HA掺入一定量的Sr可以提高骨容量，减少骨流失，刺激骨生成，同时能够促进破细胞增殖，具有很好的组织相容性[2]。
氟掺杂羟基磷灰石（FHA）存在于脊椎动物牙齿中，具有矿化、固化钙盐组织防止蛀牙、龋齿的能力，在骨形成中氟可以促进矿化和结晶，且随着浓度的增加，钙的溶出率减小。
高F容量的FHA具有低的zeta电位促进细胞黏附，同时由于Ca含量的减少导致FHA溶解度的降低，抑制细胞增殖[3]。
目前单元素掺杂HA的制备及表征越发完善，但是没有一个完整的多元素混合掺杂研究其协同作用的样品库。
为了实现多元素掺杂HA样品库，需要运用当下先进的高通量技术。
高通量实验技术可以追溯至20世纪80年代中期兴起的组合化学技术。
利用组合化学方法，可将不同的结构模块巧妙地反复组合连接，产生大批分子多样性群体，形成化合物库，然后运用组合原理，以巧妙的手段对库成分进行快速筛选优化，得到可能具有目标性能的化合物结构。
到了20世纪90年代，欧美开始提出高通量实验的概念，并发展了多项相关技术，如高通量筛选（用于新药研发、基因研究等）、高通量分离（用于药物分析等）、高通量基因测序、高通量平行反应器（用于有机、材料等的合成）等，极大地提高了科研的效率。
其中高通量平行反应器被应用在多相催化研究中，用于发现（初级筛选）和优化（次级筛选）催化剂，使得用常规方法需要几年甚至几十年才能发现的催化剂在几个月内就实现了商品化。
实验报告
实验名称：纳米羟基磷灰石的制备与表征一、实验目的了解纳米羟基磷灰石的制备及其性质，熟悉其表征方法，了解相关原理和操作流程。
二、实验原理羟基磷灰石，又称羟磷灰石，是钙磷灰石（Ca5(PO4)3(OH)）的自然矿物化。
羟基磷灰石（HAP）是脊椎动物骨骼和牙齿的主要组成，人的牙釉质中羟基磷灰石的含量在96%以上。
羟基磷灰石具有优良的生物相容性，并可作为一种骨骼或牙齿的诱导因子，在口腔保健领域中对牙齿具有较好的再矿化、脱敏以及美白作用。
实验证明HAP粒子与牙釉质生物相容性好，亲和性高，其矿化液能够有效形成再矿化沉积，阻止钙离子流失，解决牙釉质脱矿问题，从根本上预防龋齿病。
含有HAP材料的牙膏对唾液蛋白、葡聚糖具有强吸附作用，能减少患者口腔的牙菌斑，促进牙龈炎愈合，对龋病、牙周病有较好的防治作用。
以Ca(N03)2.4H2O NH4H2 PO4 为原料，采用化学沉淀法制备HA,CA/P=1.67三、仪器与试剂材料：Ca(N03)2 4H2O 、NH4H2 PO4 、氨水仪器：磁力搅拌机四、实验步骤（1）.称取6.9g 磷酸氢二铵和23.6g 硝酸钙。
（2）溶入250ml的蒸馏水中，硝酸钙用1000ml烧杯，磷酸氢二铵溶入250ml蒸馏水，用氨水分别调节PH值10-11。
（3）将磷酸氢二铵滴加到硝酸钙溶液中，控制滴加速度和搅拌速度，反应过程中检测反应的PH值以便及时做出调整。
（4）溶液滴加完后，继续搅拌加热维持1h，反应结束后陈化8h，薄膜覆盖烧杯口。
（5）蒸馏水清洗至中性，40。
C下干燥，研磨成粉状。
五、数据处理表征红外谱图1图1是HA标准红外光谱图。
HA有两个阴离子基团，P043-四面体阴离子基团和OH-基团。
图中P043-的吸收谱线571、602、963、1050和1089cm-1都出现了，OH-基团的谱线则出现在631、3570 cm-1处，证明所制备的晶体是HA晶体。
基团吸收峰P043- 474 571 602 963 1050 1089OH-6313570结晶水34401640XRD羟基磷灰石标准PDF卡片(JCPDSNo.74-0566)的特征峰，主要衍射峰为2θ=32.175°、32.5°、33.221、26.177°、34.374°、40.1°、46.977°、49.777°、11.126、53.315°标准图谱PDF2θ/degree d×10-1nm1 11.126 7.9462 26.177 3.4023 32.175 2.7804 32.5 2.7535 33.221 2.6956 34.374 2.6077 40.1 2.2478 46.977 1.9339 49.777 1.83110 53.315 1.715六、注意事项与思考1.保证钙和磷的摩尔数比是1.67左右，目的是为了尽量避免生成杂质2.用氨水时注意用多少从容器中取出多少，一方面避免浪费，另一方面防止氨过多挥发污染空气。
羟基磷灰石的制备及应用研究
羟基磷灰石的制备及应用研究羟基磷灰石是一种生物医用材料，具有良好的生物相容性和生物活性。
在牙科、骨科、普外科等领域被广泛应用，特别是在人造骨修复方面发挥着重要作用。
1. 羟基磷灰石的制备方法羟基磷灰石的制备方法有多种，其中包括化学合成、水热法、共沉淀法等。
其中，共沉淀法是目前最为常用的制备方法之一。
共沉淀法是通过将含有Ca2+和PO4^3-的化合物，如CaCl2和Na2HPO4混合在一起，并在水中搅拌，使其形成沉淀。
沉淀经过干燥和高温煅烧，即可得到羟基磷灰石。
通过调节反应条件，如pH值、反应温度和时间等参数，可以得到不同形态和性质的羟基磷灰石。
2. 羟基磷灰石的应用研究羟基磷灰石的应用研究主要集中在生物医用材料领域。
它具有良好的生物相容性和生物活性，可以与组织细胞良好地结合，促进骨组织的生长和再生。
在牙科领域中，羟基磷灰石被广泛应用于牙髓炎和牙根被破坏的治疗中。
在骨科领域中，羟基磷灰石则被用于骨修复和骨再生。
在普外科领域中，羟基磷灰石则被用于人造关节的制作，以及其他重大手术中的骨缺损修复。
不仅如此，羟基磷灰石还可以通过表面修饰、掺杂和复合等方法，来改善其性能和功能，例如提高降解速率、增强力学性能、抗菌、降解药物等。
这些方法均可以扩展羟基磷灰石的应用范围和提高其性能，推动其在生物医用材料领域的进一步发展。
3. 羟基磷灰石的发展前景近年来，随着医疗技术的发展和人们健康意识的提高，生物医用材料的需求量越来越大。
而作为一种重要的生物医用材料，羟基磷灰石将在未来得到进一步的应用和发展。
未来，羟基磷灰石的发展将更加注重材料的智能化、定制化和可持续发展。
通过纳米材料、生物材料等新技术的应用，将实现羟基磷灰石在组织工程、医学影像等领域的广泛应用。
同时，在病理诊断与治疗中更广泛地运用，例如在肿瘤的预防、诊断和治疗中的应用，将会取得更为广泛和重要的应用和发展。
总之，羟基磷灰石是一种生物医用材料，具有广泛的应用前景和发展空间。
天然羟基磷灰石生物陶瓷的制备及性能表征
２３ 天然 羟基磷 灰 石生 物 陶瓷 的性 能检测 ．
成很强的化学性键合［ 因而可广泛应用于人体硬组 １ ］ ，
织缺损的修复 ， 是骨骼最理想的替代材料 。目前利用 化学法制备得到的 Ｈ Ｐ粉 体 ， 纯度一般都很 高， Ａ 其
而人体硬组织的无机成 分 除 磷 灰 石外 还 有 许多阴
第３ ０卷第 ４期 ２０ 年 ｌ ０９ ２月
《 瓷学报 》 陶
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文章编号 ：００ ２７ （０ ９ ０ － ４ １０ １ ０ － ２ ８ ２ ０ ）４ ０ ９ － ４
ｓｎｅ ｉｇｔ ｍｐ ｒｔ ｒ ｉｔｒ ｅ ｅ ａｕ ｅ ｎ
基＼许 《
６ ６ ５ ５ ４ ４ ３ ３ ２ ２
１ ９ ２ ． ６９ ３ ８ ３ ． ８ ８ ４ ． ６７ ５ ６ ５ ８ ６ ６ ． ５ １ ２ ９ ２ ． ０． ４ ８ ３ ２７ ４ ． Ｏ． ４ ６ ５ ２ ５
采用阿基米得法测定密度 ； 通过测定烧结前后样
品的 量计 算得 到烧 失 率 ；采 用 Ｘ 射 线衍射 仪 （ Ⅺ ）
（００ ， ｕ ， ６０ 型 Ｃ 靶 步长 ０ ２ ． 。扫描速度 ２ ｍ ｎ 分析 ０ 。／ ｉ） Ｈ Ｐ粉末和陶瓷粉末 的结构 。用 Ｓｅｔ ｍｌ０ Ａ ｐｃ ｕ ０ 型傅 ｒ
２２ 天 然羟 基磷灰 石 生物 陶瓷 的 制备 ．
称 Ｈ Ｐ 是人体骨骼 、 Ａ ） 牙齿的主要无机成分 ， 占整个
人体硬组织的 ７ ％， ７ 在齿骨中则高达 ９ ％， ７ 其组成及
结构类似于 自然骨 ， 对人体无毒 、 害、 无 无致癌作用 ，
羟基磷灰石
应用
医用级纳米羟基磷灰石
粉末ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
含有羟基磷灰石的牙膏，减少牙菌斑，促进牙龈炎愈合，预防龋齿 和牙周病。
发展与展望
羟基磷灰石的优点是良好的相容性，并能与骨组织形成骨性结合， 但是羟基磷灰石脆性大，生物机械性能不佳，限制了其使用 。针对 其缺陷而研制的羟基磷灰石生物复合材料集中了多种组份的性能有 点， 使其拥有了广阔的发展前景： （1）仿骨结构羟基磷灰石多相复合生物陶瓷的发展。其虽然在加工和 适应骨损方面存在较多的问题，但其力学性能却优于其他的结构形 式。因此更有希望适应称重大面积的骨修复的要求。 （2）羟基磷灰石骨水泥复合生物材料的发展。其可塑性和自固话性方 便了临床操作，但是力学性能差同样限制了它的广泛应用，发展羟 基磷灰石为主体的骨水泥复合材料，并综合固相组份及调和液方面 的增强效果，其有望在骨缺损修复、整形外科等方面获得大面积应 用。 （3）功能羟基磷灰石复合材料的发展通过在羟基磷灰石中添加少量的 特殊物质，得到的复合材料呈现出某种预期的功能，为临床上解决 诸多疑难杂症提供新的途径。
目 录 / contents
01
简介 制备工艺
02
03
应用
04
发展与展望
简介
羟基磷灰石，又称羟磷灰石，碱式磷酸钙，是钙磷灰石（Ca5(PO4)3(OH)） 的自然矿物化。但是经常被写成（ Ca10(PO4)6(OH)2 ）的形式以突出它是由两 部分组成的：羟基与磷灰石 。
晶体结构：六方晶系（空间群176 号），单斜晶系（空间群14号） 熔点：1650°C
比重：3.16g/cm
制备方法
(1) 湿法（ 共沉淀法）
(2) 水热合 成法
(3) 固相合 成法
(4) 溶胶— 凝胶法
羟基磷灰石材料的合成及应用
羟基磷灰石材料的合成及应用羟基磷灰石材料是生物医学领域中非常常见的一种生物陶瓷材料，广泛应用于植入性医学器材和骨子结构修复、组织工程等方面。
本文将介绍羟基磷灰石材料的合成方法及其应用。
1. 羟基磷灰石材料的合成羟基磷灰石材料可通过多种方法进行制备，主要有化学共沉淀法、溶胶-凝胶法、水热法和高温固相合成法等。
其中，化学共沉淀法和溶胶-凝胶法是比较常用的两种方法。
1.1 化学共沉淀法在化学共沉淀法中，将钙离子和磷酸离子以一定的比例混合，加入一定量的氢氧化钠，反应完毕后，产生的固体沉淀物即为羟基磷灰石的前体物质。
接着，将前体物质放入焙烧炉中进行煅烧，生成最终的羟基磷灰石材料。
1.2 溶胶-凝胶法在溶胶-凝胶法中，将适量的羟基磷灰石前体溶解于甲醇、乙醇等有机溶剂中，得到溶胶。
再将溶胶极缓慢地加热到一定温度，使其凝胶化。
最后，将凝胶体焙烧，得到最终的羟基磷灰石材料。
2. 羟基磷灰石材料的应用由于其良好的生物相容性和生物活性，羟基磷灰石材料广泛应用于骨组织工程、口腔种植、骨折治疗、植入性医学器材等领域。
2.1 骨组织工程骨组织工程是利用生物材料和骨细胞形成人工骨组织的技术，羟基磷灰石材料具有优异的生物相容性，可以促进骨细胞的增殖和分化，有助于骨组织的修复和再生。
2.2 口腔种植羟基磷灰石材料在口腔种植中应用广泛，可以用于修复牙齿、修复颌骨缺损、种植人工牙根等，具有良好的生物相容性和组织相容性。
2.3 骨折治疗羟基磷灰石材料具有良好的生物相容性和生物活性，可以被人体吸收和代谢，有助于骨折的修复和再生。
2.4 植入性医学器材羟基磷灰石材料可以制成人工关节、人工骨头等植入性医学器材，具有优异的生物相容性和生物活性，有助于植入器材的耐久性和效果。
总之，羟基磷灰石材料具有良好的生物相容性和生物活性，在医学领域中应用广泛，可以用于组织工程、口腔种植、骨折治疗、植入性医学器材等领域。
在未来，羟基磷灰石材料的应用前景将更加广阔。
抗菌羟基磷灰石的一步合成及其表征
１ 引 言
羟基磷灰 石 （ ＨＡＰ 具 有 良好 的生物 活 性 、 ） 生物 相
容性 和缓慢 的降 解 性 能 ， 既可 用 于制 备 骨 修 复材 料 又
可作 为 生 物 涂 层 的 原 料 Ｊ 广 泛 用 于 骨 的 修 复 。 ， ＨＡＰ复 合材料 也是 常用 的生物 材 料 ， 与 ＨＡＰ复 合 常 的多为 高分 子材 料 ， 工型胶 原 蛋 白、 如 聚乳 酸 （ Ｌ 、 Ｐ Ａ）
硝 酸 银 均 匀加 入 反 应 体 系 中 ， 过 温 度 、 度 和 搅 拌 状 通 酸
银释 放速率 太快 ， 菌 持久 性 较差 口 抗 引。本 研究 采 用共
沉淀一 水热 水解 法制 备 Ａｇ ＨＡＰ， 实 现 一 步 载银 ， ／ 可 且
态控制 实现 一 步合 成 载银 羟 基磷 灰 石 （ ／ Ａｇ ＨＡＰ ， ） 该
聚 乙醇 酸 （ Ｇ 或者 是 Ｐ Ａ 和 Ｐ Ｐ Ａ） Ｌ ＧＡ 的共 聚 物 （ Ｌ Ｐ —
用 Ｊ Ｍ一４ ０扫 描 电镜 （ Ｅ ） 日本 电 子 株 式会 Ｓ ６６ ＳＭ （
社） 观察 晶体 形 貌 ； 日本 理 学 Ｄ ｍａ －２ ０ Ｃ 型 Ｘ 用 ／ ｘ２ ０ Ｐ
射线 衍射仪 （ Ｒ （ Ｘ Ｄ） 日本 电子 株式 会社 ） 分析 晶体组 成
配成 浓度 为 ０ １ ｌＬ的溶液 ， 氨水 调节 Ｃ （ 。 ｚ ． ｍｏ／ 用 ａ ＮＯ ）
有 良好 的抑 茵性 ， 其最 小抑 茵浓度为 ７ ３ ５ ０ 。 ． ８ ×１ ～ 关键词 ： 载银 羟基磷 灰石 ； 共沉 淀法 ； 无机 抗 菌剂 ； 纳
米 材 料 中 图分 类 号 ： Ｔ ７ Ｑ１ ４ 文 献标识 码 ： Ａ
羟基磷灰石材料的制备及应用研究
羟基磷灰石材料的制备及应用研究1. 羟基磷灰石的介绍羟基磷灰石是一种常见的生物无机材料，其化学式为Ca10(PO4)6(OH)2，主要存在于牙齿、骨骼、贝壳等生物硬组织中。
其与人体组织的相容性较高，因此具有广泛的医学应用价值。
由于其优良的生物活性和生物可降解性，羟基磷灰石材料可以被用作人工骨、组织工程支架、骨修复材料等医用材料的制备。
2. 羟基磷灰石材料的制备方法2.1 热水法热水法是制备羟基磷灰石的一种简单有效的方法。
首先将氢氧化钙和过量的磷酸一起加入到水中，并在100℃下反应6小时。
所形成的羟基磷灰石可以通过常规的沉淀和离心分离技术得到。
2.2 水热法水热法是利用高温高压条件下的化学反应，制备纳米级羟基磷灰石材料的方法。
其过程简单易行，只需将磷酸和氢氧化钙混合，并加入适量的水，然后在高温高压反应釜中进行反应。
该方法制备的羟基磷灰石颗粒尺寸分布均匀，具有较高的生物可降解性。
2.3 溶胶-凝胶法溶胶-凝胶法是一种有机-无机杂化制备羟基磷灰石的方法。
其过程包括两个步骤：先制备出有机前体，然后通过热处理将其转化为无机材料。
该方法制备的羟基磷灰石材料具有高度的结晶度和生物活性。
3. 羟基磷灰石材料的应用3.1 骨缺损修复羟基磷灰石材料在医学领域中最常见的应用是用于骨缺损修复。
其优良的生物相容性和生物可降解性，使其被广泛地用作人造骨、骨水泥、骨替代物等材料的制备。
研究表明，利用羟基磷灰石材料修复骨缺损可有效促进骨细胞增殖和骨再生，缩短骨愈合时间，使患者更快地恢复正常生活。
3.2 组织工程支架材料随着组织工程技术的发展，羟基磷灰石材料开始被用作组织工程支架材料的制备。
该材料具有延伸性、强度高、生物活性好等优点，可以为修复组织缺损提供支撑和生长环境，促进组织再生。
目前，羟基磷灰石材料被广泛地应用于修复骨、软骨、皮肤和神经等缺损。
3.3 药物缓释材料羟基磷灰石材料的孔隙结构可以用于控制药物的释放速度和量。
因此，该材料也成为了一种常见的药物缓释材料。
羟基磷灰石水热法制备
羟基磷灰石水热法制备羟基磷灰石是一种重要的生物陶瓷材料，被广泛应用于医学、牙科等领域。
其中，水热法是制备羟基磷灰石的一种常见方法。
下面将从原理、实验步骤、反应条件、优点和不足五个方面介绍羟基磷灰石水热法的制备方法。
一、原理羟基磷灰石的制备方法有多种，其中水热法是一种比较常见的方法。
水热法通过在高温高压下，在钙和磷酸盐的水溶液中反应制备羟基磷灰石。
二、实验步骤具体实验步骤如下：（1）将Ca(NO3)2和(NH4)2HPO4按1：1的摩尔比放入三口瓶中。
（2）加入适量的蒸馏水，使溶液浓度为0.1mol·L-1。
（3）将瓶子密封，放入热水槽中，温度控制在180℃，继续反应24h。
（4）反应结束后，用蒸馏水洗涤沉淀，并在105℃干燥4h，制备出羟基磷灰石。
三、反应条件羟基磷灰石的水热法制备需要控制反应条件，对于反应的成功与否有着非常大的影响。
（1）反应温度：在制备羟基磷灰石的反应中，反应温度要控制在180℃左右。
（2）反应时间：反应时间一般为24h，如果反应时间不足，羟基磷灰石的结晶度会降低。
（3）溶液浓度：溶液浓度过低或过高都不利于羟基磷灰石晶体生长。
四、优点和不足水热法制备羟基磷灰石有以下的优点：（1）制备简单方便，操作容易。
（2）反应速度快，反应时间短。
（3）制备出的羟基磷灰石结晶度高，且形态规则。
但是，水热法也存在一些不足之处：（1）制备出来的羟基磷灰石器形分散，大小不一。
（2）虽然反应时间短，但反应温度要求较高。
（3）得到的产物纯度较低。
五、结论羟基磷灰石是一种非常重要的生物陶瓷材料，其水热法制备方式因其制备简单，反应速度快，羟基磷灰石的结晶度高等优点优点被广泛采用。
但是，其不足之处也应引起重视，相关科研人员需要因材施策，根据实际情况选择合理的制备方法。
羟基磷灰石的制备及表征
羟基磷灰石的制备及表征
羟基磷灰石是一种重要的钙磷材料，它具有优异的力学性能和生物相容性，因此在医疗器械、牙科材料、骨科材料等领域得到广泛应用。
羟基磷灰石的制备和表征是研究其特性和
性能的基础。
羟基磷灰石的制备一般采用水热法，即将磷酸钙和磷酸氢钠混合溶解，在高温下反应，形成羟基磷灰石。
在反应过程中，可以添加一定量的添加剂，以改变羟基磷灰石的结构和性能。
羟基磷灰石的表征主要包括X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、热重分析（TGA）、紫外-可见分光光度计（UV-Vis）等。
XRD可以用来确定羟基磷灰石的晶体结构，SEM可以用来研究羟基磷灰石的表面形貌，TGA可以用来研究羟基磷灰石的热稳定性，UV-Vis可以用来研究羟基磷灰石的光学性质。
综上所述，羟基磷灰石的制备和表征是研究其特性和性能的基础，XRD、SEM、TGA和
UV-Vis等技术可以用来表征羟基磷灰石的结构、表面形貌、热稳定性和光学性质。
羟基磷灰石材料的制备及其生物应用
羟基磷灰石材料的制备及其生物应用羟基磷灰石（hydroxyapatite）是一种天然矿物质，其化学式为Ca10(PO4)6(OH)2。
它是骨组织的主要成分，具有优良的生物相容性、生物活性和生物重构性，因此广泛应用于生物医学领域。
本文将介绍羟基磷灰石材料的制备及其生物应用。
一、羟基磷灰石材料的制备1. 生物法制备羟基磷灰石生物法制备羟基磷灰石的方法是在一定条件下，利用微生物或生物高分子来控制羟基磷灰石的形态和尺寸。
这种制备方法具有简单、绿色环保、组织相容性好等优点。
2. 溶液法制备羟基磷灰石溶液法制备羟基磷灰石的方法是将磷酸钙和氢氧化钙混合到一定比例的水溶液中，通过加热、分散、沉淀等步骤制备出羟基磷灰石。
这种制备方法的优点在于简单易行，但缺点是易出现掺杂物。
3. 离子交换法制备羟基磷灰石离子交换法制备羟基磷灰石的方法是利用化学反应在羟基磷灰石表面产生离子交换反应，从而获得一定形态和尺寸的羟基磷灰石颗粒。
这种制备方法的优点是高度可控，但需较厚的膜以保证细胞生长。
二、羟基磷灰石材料的生物应用1. 骨组织再生由于羟基磷灰石具有与人体骨组织相似的成分和组织结构，因此在骨组织再生领域得到广泛应用。
羟基磷灰石可用作骨缺损修复、骨植入物和骨填充材料，可促进骨细胞增殖、骨基质生成和骨愈合。
2. 纳米药物载体羟基磷灰石作为一种具有生物相容性的无机物材料，其表面具有一定的亲水性和负电性。
因此，它可以作为药物的载体，促进药物的吸附和释放，提高药物的生物利用度和稳定性。
3. 细胞培养基质羟基磷灰石材料的生物相容性与人体骨组织相似，使其成为一种理想的细胞培养基质。
研究人员可以利用羟基磷灰石材料制备不同形态和尺寸的细胞培养材料，为细胞培养提供生物支架和环境。
总之，羟基磷灰石材料的制备及其生物应用具有重要的意义。
未来，随着医学技术的不断发展，羟基磷灰石材料在生物医学领域的应用将会越来越广泛。
3纳米羟基磷灰石晶体的制备及表征
纳米羟基磷灰石晶体的制备及表征周恒,李振铎,李敦钫,冀晓鹃,贾贤赏(北京矿冶研究总院,北京 100044)摘要:采用化学沉淀法合成纳米羟基磷灰石(HA ),并采用X 2射线衍射和透射电镜(TEM )对其结构和晶粒尺寸进行了分析。
制备的纳米HA 主要为柱状晶体,平均尺寸为70nm 。
这说明在常温常压水-乙醇反应体系下,可获得纯度、结晶度较好的纳米HA 晶体材料,且晶体完整,具有与人体骨羟基磷灰石晶体相似的结构特征。
关键词:羟基磷灰石(HA );纳米材料;化学沉淀法中图分类号:TF12317 文献标识码:A 文章编号:1007-7545(2006)S0-0012-03Preparation and Characterization of N ano 2sized HydroxyapatiteZHOU Heng ,L I Zhen 2duo ,L I Dun 2fang ,J I Xiao 2juan ,J IA Xian 2shang(Beijing G eneral Research Institute of Mining &Metallurgy ,Beijing 100044,China )Abstract :Nano 2sized hydroxyapatite (HA )was prepared by means of chemical precipitation method and analyzed using TEM and X 2ray diffraction ,which show that the prepared HA mainly exhibits columnar crystal ,with a 70nm average diameter 1The results indicate that pure Nano 2sized HA crystals can be prepared in the condition of water 2ethanol system and normal temperature and pressure ,which has a similar structure to that of bone 1K eyw ords :Hydroxyapatite (HA );Nano 2sized material ;Chemical precipitation method作者简介:周恒(1979-),女,汉族,安徽萧县人,工程师 磷灰石是自然界广泛分布的磷酸钙盐矿物[1],根据其结构通道中存在的阴离子的种类,分为氟-、氯-、羟磷灰石等不同亚种矿物,其中,羟基磷灰石的研究最为广泛。
合成纳米羟基磷灰石方法
合成纳米羟基磷灰石方法
合成纳米羟基磷灰石的方法主要有以下几个步骤：
1. 制备前驱体：通过混合磷酸盐和钙盐溶液，在适当的pH值和温度下反应得到前驱体。
其中，磷酸盐可以是磷酸二氢钾、三钠磷酸十二水合物等；钙盐可以是氢氧化钙、氯化钙、硝酸钙等。
2. 转化为羟基磷灰石：将前驱体在高温下（约600℃）进行煅烧或水热处理，使其形成羟基磷灰石，也就是纳米粒子的形态。
3. 表征：使用X射线衍射、透射电镜、扫描电镜等技术对合成的纳米羟基磷灰石进行表征，确定其物理化学性质。
在实际的制备过程中，还需要考虑反应条件、前驱体比例、煅烧时间和温度等因素对合成纳米羟基磷灰石性质的影响，以达到所需的制备效果。
史航-羟基磷灰石制备
羟基磷灰石制备一、基本信息羟基磷灰石，又称羟磷灰石，是钙磷灰石（Ca5(PO4)3(OH)）的自然矿物化。
但是经常被写成（Ca10(PO4)6(OH)2）的形式以突出它是由两部分组成的.羟磷灰石是磷灰石中含氢氧根的纯正端元，羟磷灰石的晶系为六方晶系，比重为3.08，摩氏硬度为5。
纯的羟磷灰石粉末是白色，但天然的羟磷灰石会夹杂着棕色、黄色或绿色。
也可以用人工的方式合成，应用于骨组织修复。
羟基磷灰石还有另外一种晶体结构:单斜晶系。
羟磷灰石是人体骨骼组织的主要无机组成成分。
植入体内后，钙和磷会游离出材料表面被身体组织吸收，并生长出新的组织。
有研究证明羟磷灰石的晶粒越细，生物活性越高。
牙齿表面的珐琅质的主要成份亦是羟磷灰石。
羟基磷灰石可由自己制作的方式来取得。
制作羟磷灰石粉末的方法很多，比较常见的方法有沉淀法、水解法、水热法及固相法等。
其中水热法的设备适比较复杂而且昂贵。
相较于水热法，沉淀法则是操作简单、设备便宜、产能大，目前大多数以此种方法为主。
但是沉淀法有一些缺点，像是粉末容易聚集在一起、质量不稳定等等。
二、制备方法:可由Ca3(PO4)2和CaCO3按拟定比例在高温下反应同时注入高压水蒸气，粉末经NH4Cl水溶液洗涤后干燥而成，分多孔型和致密型两种，前者是粉料发泡后于1250℃烧结制备，后者成型后于1250℃烧结而成。
广泛存在于人体和牛乳中，人体内主要分布于骨骼和牙齿中，牛乳内主要分布于酪蛋白胶粒和乳清中。
三、实验操作原料：Ca(NO3)2H2O1.配液：按照Ca/P=1.67的比值称量称9.6g加入1000ml蒸馏水溶解，称Ca(NO3)2H2O118g加入1000ml蒸馏水溶解。
Ca(NO3)2H2O118g加入1000ml蒸馏水溶解。
2.调节PH：用氨水分别将上述配制好的溶液的PH值调节到11.5～12，加入的氨水相对较多。
3.反应：把缓慢倒入液中，边倒边用电搅拌器搅拌。
（现象：溶液逐渐变为乳白色。
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羟基磷灰石的制备及表征
一、实验目的
1.掌握纳米羟基磷灰石的制备及原理
2.了解羟基磷灰石的表征方法及生物相容性
二实验原理
羟基磷灰石（hydrrosyapatite,HAP）分子式为Ca10(PO4)6(OH)2是自然骨无机质的主要成分，具有良好的生物相容性和生物活性，可以引导骨的生长，并与骨组织形成牢固的骨性结合。
HAP是生物活性陶瓷的代表性材料，生物活性材料是指能够在材料和组织界面上诱导生物或化学反应，使材料与组织之间形成较强的化学键，达到组织修复的目的。
HAP在组成上与人体骨的相似性，使HAP与人体硬组织以及皮肤、肌肉组织等都有良好的生物相容性，植入体内不仅安全、无毒，还能引导骨生长，即新骨可以从HAP植入体与原骨结合处沿着植入的体表面或内部贯通性空隙攀附生长，材料植入体内后能与骨组织形成良好的化学键结合。
HAP主要的生物学应用作骨组织代替材料，磷酸钙类生物陶瓷材料在临床应用中遇到的最大困难之一是材料强度差，尤其是韧性低，且机械可加工性差，导致其在临床应用中受到了极大的限制。
为了改善HAP陶瓷的脆性和强度问题，一般会在其中添加ZrO2和碳纤维或是Al2O3和玻璃等物质进行增韧。
纳米级羟基磷灰石的制备方法很多，主要分为固相法和液相法两大类。
固相法合成在一定条件下（高温、研磨）让磷酸盐与钙盐充分混合发生固相反应，
合成HAP粉末。
液相法合成是在水液中，一磷酸盐和钙盐为原料，在一定条件下发生化学反应，生成溶解度较小的HAP晶粒，包括化学沉淀法。
水热合成法、溶胶-凝胶法、自然烧法、微乳液法、微波法等。
化学沉淀法因具有实验条件要求不高、反应容易控制，适合制备纳米材料等优点从而得到广泛应用。
沉淀法通常是在溶液状态下将不同化学成分的物质混合，在混合溶液中加入适量的沉淀剂得到纳米材料的前驱沉淀物，再将此沉淀物结晶进行干燥或煅烧制得相应的纳米材料。
金属离子在沉淀过程是不平衡的，需要控制溶液中的沉淀剂的浓度，使沉淀过程缓慢发生，才会使溶液中的沉淀处于平衡状态，使沉淀能均匀的出现在整个溶液中。
此法制备纳米HAP大多采用无机钙盐和磷酸盐反应得到。
常采用的钙盐有：CaCl2、Ca(OH)2、Ca(NO)2等，常采用的磷酸盐有：K2HPO4、Na3PO4、（NH4)2HPO4、和H3PO4，发生酸碱中和反应反应生成HAP纳米颗粒。
沉淀法的影响因素主要有HP 值、合成温度、反应原料纯度、反应原料浓度、反应物的混合步骤、沉淀剂的选择和添加速率等。
采用化学沉淀法制备HAP纳米颗粒，需要的设备简单，相应的生产的经济成本也较低，很容易实现工业上大批量的生产。
但化学沉淀法制备HAP也存在问题，制备所得的纳米HAP颗粒粒径均匀性差，并且团聚现象严重。
化学沉淀法制备HAP的主要原理是在含有可溶性钙盐和磷酸盐的水溶液中，加入适量的沉淀剂，在特定条件，使溶液中两种溶剂发生化学反应，形成不溶性的水合氧化物从溶液中析出，再进行加入脱水对得到的溶液进行离心干燥，进而得到HAP纳米粉体。
反应方程式如下：
10Ca(OH)2+6H3PO4→Ca10(PO4)6(OH)2+18H2O
三实验设备及材料
1.实验设备：电子天平，磁力搅拌器，酸度计，恒温水浴，离心分离机，烘箱，反应釜，超声波清洗仪，X射线分析仪，红外光谱测试仪，透射电子显微镜。
2.实验材料：沉淀法—氨水，磷酸，氢氧化钙，去离子水，乙二醇。
四、实验内容与步骤
（一）羟基磷灰石的制备
首先配制氢氧化钙Ca(OH)2悬浮液。
称取(OH)2粉末加入到100ml 乙二醇中，用磁力搅拌器强烈搅拌，直至Ca(OH)2完全分散在乙二醇中，形成Ca(OH)2悬浮液。
然后按照反应体系钙与磷的比值为的比例，利用分液漏斗，将的磷酸溶液缓慢低加到不断搅拌的Ca(OH)2悬浮液中，至磷酸溶液滴尽，用少许水洗净分液漏斗，并将洗液继续滴加。
利用氨水调节溶液的PH值，继续搅拌10min，进行沉淀。
将沉淀一定时间所得的沉淀物放入离心管中，进行离心处理，将离心产物用去离子水洗涤3次，除去产物中杂质离子，恒温干燥箱（60℃）进行干燥，经研磨得到HAP的粉末。
改变沉淀剂种类，滴加速率，可制备一系列HAP粉末。
将HAP压制成片，测试其强度。
（二）性能测试
羟基磷灰石的性能测试可围绕晶体结构，比表面积、粒子尺寸、
简单生物相容性测试等方面进行。
1.晶体结构测试：采用X射线衍射研究HAP的晶体结构。
2.比表面积及孔径测试：利用比表面积测仪测定HAP比表面积。
3.粒子尺寸测试：采用透射电镜测试粒子尺寸。
五、实验结果与讨论
1.按上述测定内容书写实验报告。
2.改变原料Ca(NO3)2和（NH4)2HPO4沉淀时间，制备温度等实验条件，研究合成条件对HAP结构和性能的影响，并作图加以讨论。
六问题与讨论
1.影响HAP尺寸，形貌和性能的影响因素都有哪些？各影响因素的作用是什么？
2.如何理解HAP的生物相容性？
3.尝试用水热法制备HAP，比较水热法和共沉淀法制备的HAP形貌上有何区别？试着分析这两种方法制备HAP的优点。