專利名稱：一種棒狀含鈦ha納米晶的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于生物醫(yī)用材料制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及ー種棒狀含鈦HA納米晶的制備方法。
背景技術(shù)：
羥基磷灰石(HA)是人體骨骼和牙齒的重要組成部分，具有優(yōu)良的生物相容性和化學穩(wěn)定性，能與骨緊密結(jié)合。人體自然骨中磷灰石主要是以棒狀HA納米晶體的形式沿特定取向有序分布在膠原聚合物之中，它是ー種長度為20 40nm，厚度為I. 5 3nm的棒狀晶體。牙科瓷是規(guī)則有序排列的，它是由ー捆捆相互平行的棒狀HA納米晶粒組成，這種結(jié)構(gòu)決定了其獨特的物理化學性能。因而人工合成的HA的晶體尺寸與形態(tài)越與其相似，則植入效果越好。然而目前合成棒狀HA納米晶仍然處于ー個降低的水平，粒子的幾何形狀不均一，尤其是晶相的熱穩(wěn)定性不好，一般在1000°c HA開始發(fā)生少量分解生成磷酸鈣(β -TCP)和CaO, 1100°C時HA的分解程度加劇，1200°C時HA發(fā)生大量分解。由于HA的分解導致該材料的生物性能大大降低。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供ー種棒狀含鈦HA納米晶的制備方法，以解決HA納米晶粒子的幾何形狀不均一，熱穩(wěn)定性差的問題。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案I)首先，配制濃度為O. 3mol/L的硝酸鈣溶液和濃度為O. 18mol/L的磷酸ニ氫氨溶液；2)根據(jù)摩爾比Ca/ (Ti+P) =1. 667，將硝酸鈣溶液和磷酸ニ氫氨溶液混合，然后再向上述混合溶液中加入O. 2-1. 6wt%的鈦酸四丁酯；3)將步驟2)制得的溶液置于電磁攪拌器上攪拌30-60min后，用NH3 · H2O調(diào)節(jié)溶液的PH值為10后放入微波爐，對微波輻射后得到的沉淀進行陳化；4)將步驟3)所得的沉淀用布氏漏斗抽濾，抽濾后的沉淀先后用蒸餾水和無水こ醇清洗兩次，再次抽濾得沉淀；5)將步驟4)所得沉淀置于臺式烘箱中在80°C下干燥，研缽中充分研磨后置于500°C燒結(jié)后，再在800-1200°C燒結(jié)得到棒狀含鈦HA納米晶。所述步驟3)中微波爐為家用微波爐，加熱功率為500W。所述步驟3)中陳化時間為24_36h。所述步驟5)中80°C下干燥時間為12_24h。所述步驟5)中500°C保溫時間為2h，800-1200°C燒結(jié)時間為此。由于鈦酸四丁酯的加入使鈦進入了 HA的晶格，提高了 HA的熱穩(wěn)定性，有效抑制了HA的高溫分解。即使在1200°C的高溫下，HA仍未分解。和相同條件下未加鈦酸四丁酯合成的棒狀HA納米晶比較，晶粒明顯得到了細化而且均勻，無團聚現(xiàn)象。
圖I是本發(fā)明加入O. 6%的鈦酸四丁酯在不同燒結(jié)溫度的含鈦HA的XRD圖；圖2(a)為未加鈦酸四丁酯合成納米棒狀HA形貌圖；圖2 (b)為加入O. 6%的鈦酸四丁酯合成的含鈦納米棒狀HA形貌圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進ー步詳細說明。實施例I :I)首先，配制濃度為O. 3mol/L的硝酸鈣溶液和濃度為O. 18mol/L的磷酸ニ氫氨溶液；2)根據(jù)摩爾比Ca/ (Ti+P) =1. 667，將硝酸鈣溶液和磷酸ニ氫氨溶液混合，然后再向上述混合溶液中加入鈦酸四丁酷，使鈦酸四丁酯的質(zhì)量百分比為O. 6% ；3)將步驟2)制得的溶液置于電磁攪拌器上攪拌30min后，用NH3 · H2O調(diào)節(jié)溶液的PH值為10后放入加熱功率為500W的微波爐，對微波輻射后得到的沉淀進行24h陳化；4)將步驟3)所得的沉淀用布氏漏斗抽濾，抽濾后的沉淀先后用蒸餾水和無水こ醇清洗兩次，再次抽濾得沉淀；5)將步驟4)所得沉淀置于臺式烘箱中在80°C下干燥12_24h，研缽中充分研磨后置于500°C燒結(jié)2h，再在800°C燒結(jié)2h得到棒狀含鈦HA納米晶。參見圖1，本發(fā)明首次利用鈦酸四丁酯引入鈦，成功將鈦摻雜進入HA的晶格中，有效抑制了 HA的高溫分解，即使在1200°C的高溫下，HA仍未分解；參見圖2，本發(fā)明中鈦酸四丁酯的引入得到的棒狀含鈦HA納米晶和相同條件下未加鈦酸四丁酯得到的棒狀HA納米晶相比較，晶粒明顯得到了細化而且均勻，無團聚現(xiàn)象；本發(fā)明中由于鈦酸四丁酯的引入克服了微波輻射時間短，溶液體系能量高，晶體缺陷多，HA穩(wěn)定性差的缺點，而保留了微波輻射所帯來的晶粒均勻的優(yōu)點；本發(fā)明具有反應(yīng)溫度極低，且能在極短時間內(nèi)合成棒狀形貌規(guī)則的含鈦HA納米晶，而且純度高、粒度分布均勻。實施例2 I)首先，配制濃度為O. 3mol/L的硝酸鈣液和濃度為O. 18mol/L的磷酸ニ氫氨溶液；2)根據(jù)摩爾比Ca/ (Ti+P) =1. 667，將硝酸鈣溶液和磷酸ニ氫氨溶液混合，然后再向上述混合溶液中加入鈦酸四丁酷，使鈦酸四丁酯的質(zhì)量百分比為O. 2% ；3)將步驟2)制得的溶液置于電磁攪拌器上攪拌50min后，用NH3 · H2O調(diào)節(jié)溶液的PH值為10后放入加熱功率為500W的微波爐，對微波輻射后得到的沉淀進行30h陳化；4)將步驟3)所得的沉淀用布氏漏斗抽濾，抽濾后的沉淀先后用蒸餾水和無水こ醇清洗兩次，再次抽濾得沉淀；5)將步驟4)所得沉淀置于臺式烘箱中在80°C下干燥12_24h，研缽中充分研磨后置于500°C燒結(jié)2h，再在1000°C燒結(jié)2h得到棒狀含鈦HA納米晶。
實施例3 I)首先，配制濃度為O. 3mol/L的硝酸鈣溶液和濃度為O. 18mol/L的磷酸ニ氫氨溶 液；
2)根據(jù)摩爾比Ca/ (Ti+P) =1. 667，將硝酸鈣溶液和磷酸ニ氫氨溶液混合，然后再向上述混合溶液中加入鈦酸四丁酷，使鈦酸四丁酯的質(zhì)量百分比為O. 8% ；3)將步驟2)制得的溶液置于電磁攪拌器上攪拌60min后，用NH3 · H2O調(diào)節(jié)溶液的PH值為10后放入加熱功率為500W的微波爐，對微波輻射后得到的沉淀進行26h陳化；4)將步驟3)所得的沉淀用布氏漏斗抽濾，抽濾后的沉淀先后用蒸餾水和無水こ醇清洗兩次，再次抽濾得沉淀；5)將步驟4)所得沉淀置于臺式烘箱中在80°C下干燥12_24h，研缽中充分研磨后置于500°C燒結(jié)2h，再在1200°C燒結(jié)2h得到棒狀含鈦HA納米晶。實施例4 I)首先，配制濃度為O. 3mol/L的硝酸鈣溶液和濃度為O. 18mol/L的磷酸ニ氫氨溶液；2)根據(jù)摩爾比Ca/ (Ti+P) =1. 667，將硝酸鈣溶液和磷酸ニ氫氨溶液混合，然后再向上述混合溶液中加入鈦酸四丁酷，使鈦酸四丁酯的質(zhì)量百分比為I. 3% ；3)將步驟2)制得的溶液置于電磁攪拌器上攪拌40min后，用NH3 · H2O調(diào)節(jié)溶液的PH值為10后放入加熱功率為500W的微波爐，對微波輻射后得到的沉淀進行32h陳化；4)將步驟3)所得的沉淀用布氏漏斗抽濾，抽濾后的沉淀先后用蒸餾水和無水こ醇清洗兩次，再次抽濾得沉淀；5)將步驟4)所得沉淀置于臺式烘箱中在80°C下干燥12_24h，研缽中充分研磨后置于500°C燒結(jié)2h，再在900°C燒結(jié)2h得到棒狀含鈦HA納米晶。實施例5 I)首先，配制濃度為O. 3mol/L的硝酸鈣溶液和濃度為O. 18mol/L的磷酸ニ氫氨溶液；2)根據(jù)摩爾比Ca/ (Ti+P) =1. 667，將硝酸鈣溶液和磷酸ニ氫氨溶液混合，然后再向上述混合溶液中加入鈦酸四丁酷，使鈦酸四丁酯的質(zhì)量百分比為I. 0% ；3)將步驟2)制得的溶液置于電磁攪拌器上攪拌45min后，用NH3 · H2O調(diào)節(jié)溶液的PH值為10后放入加熱功率為500W的微波爐，對微波輻射后得到的沉淀進行28h陳化；4)將步驟3)所得的沉淀用布氏漏斗抽濾，抽濾后的沉淀先后用蒸餾水和無水こ醇清洗兩次，再次抽濾得沉淀；5)將步驟4)所得沉淀置于臺式烘箱中在80°C下干燥12_24h，研缽中充分研磨后置于500°C燒結(jié)2h，再在1100°C燒結(jié)2h得到棒狀含鈦HA納米晶。實施例6 I)首先，配制濃度為O. 3mol/L的硝酸鈣溶液和濃度為O. 18mol/L的磷酸ニ氫氨溶液；2)根據(jù)摩爾比Ca/ (Ti+P) =1. 667，將硝酸鈣溶液和磷酸ニ氫氨溶液混合，然后再向上述混合溶液中加入鈦酸四丁酷，使鈦酸四丁酯的質(zhì)量百分比為I. 6% ；3)將步驟2)制得的溶液置于電磁攪拌器上攪拌55min后，用NH3 · H2O調(diào)節(jié)溶液CN 102910604 A說明書4/4 頁
的PH值為10后放入加熱功率為500W的微波爐，對微波輻射后得到的沉淀進行36h陳化；4)將步驟3)所得的沉淀用布氏漏斗抽濾，抽濾后的沉淀先后用蒸餾水和無水こ醇清洗兩次，再次抽濾得沉淀；5)將步驟4)所得沉淀置于臺式烘箱中在80°C下干燥12_24h，研缽中充分研磨后置于500°C燒結(jié)2h，再在1000°C燒結(jié)2h得到棒狀含鈦HA納米晶。
權(quán)利要求
1.ー種棒狀含鈦HA納米晶的制備方法，其特征在于，包括以下步驟 O首先，配制濃度為O. 3mol/L的硝酸鈣溶液和濃度為O. 18mol/L的磷酸ニ氫氨溶液； 2)根據(jù)摩爾比Ca/(Ti+P) =1. 667，將硝酸鈣溶液和磷酸ニ氫氨溶液混合，然后再向上述混合溶液中加入鈦酸四丁酷，使鈦酸四丁酯的質(zhì)量百分比為O. 2-1. 6% ； 3)將步驟2)制得的溶液置于電磁攪拌器上攪拌30-60min后，用NH3· H2O調(diào)節(jié)溶液的PH值為10后放入微波爐，對微波輻射后得到的沉淀進行陳化； 4)將步驟3)所得的沉淀用布氏漏斗抽濾，抽濾后的沉淀先后用蒸餾水和無水こ醇清洗兩次，再次抽濾得沉淀； 5)將步驟4)所得沉淀置于臺式烘箱中在80°C下干燥，研缽中充分研磨后置于500°C燒結(jié)后，再在800-1200°C燒結(jié)得到棒狀含鈦HA納米晶。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種棒狀含鈦HA納米晶的制備方法，其特征在于，所述步驟3)中微波爐為家用微波爐，加熱功率為500W。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種棒狀含鈦HA納米晶的制備方法，其特征在于，所述步驟3)中陳化時間為24-36h。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種棒狀含鈦HA納米晶的制備方法，其特征在于，所述步驟5)中80°C下干燥時間為12-24h。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種棒狀含鈦HA納米晶的制備方法，其特征在于，所述步驟5)中500°C保溫時間為2h，800-1200°C燒結(jié)時間為2h。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種棒狀含鈦HA納米晶的制備方法，包括以下步驟配制濃度為0.3mol/L的硝酸鈣溶液和濃度為0.18mol/L的磷酸二氫氨溶液；根據(jù)摩爾比Ca/(Ti+P)=1.667，將硝酸鈣溶液和磷酸氫二銨溶液混合，向上述溶液混合中加入鈦酸四丁酯；混合后置于電磁攪拌器上攪拌，用NH3·H2O調(diào)節(jié)pH=10后微波加熱；抽濾，所得沉淀置于臺式烘箱中，80℃下干燥，研缽中充分研磨，500℃燒結(jié)后，再在800-1200℃燒結(jié)得到棒狀含鈦HA納米晶。由于鈦酸四丁酯的加入使鈦進入了HA的晶格，提高了HA的熱穩(wěn)定性，有效抑制了HA的高溫分解。即使在1200℃的高溫下，HA仍未分解。和相同條件下未加鈦酸四丁酯合成的棒狀HA納米晶比較，晶粒明顯得到了細化而且均勻，無團聚現(xiàn)象。
文檔編號B82Y30/00GK102910604SQ20121034302
公開日2013年2月6日 申請日期2012年9月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月14日
發(fā)明者王莉麗, 王秀峰, 朱建鋒, 于成龍, 江紅濤 申請人:陜西科技大學