专利名称：纳米羟基磷灰石/氧化铝复合生物陶瓷的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种纳米羟基磷灰石/氧化铝复合生物陶瓷的制备方法本发明提出的一种纳米羟基磷灰石/氧化铝复合生物陶瓷的制备方法，其原理在于(1)利用磷酸和氢氧化钙反应生成化学计量比的羟基磷灰石纳米前驱物；(2)利用氧化铝模板的物理吸附性；(3)羟基磷灰石晶体易于沿其c轴生长。
本发明提出的一种纳米羟基磷灰石/氧化铝复合生物陶瓷的制备方法，包括下列各个步骤(1)在含有氢氧化钙的悬浮液中缓慢加入磷酸溶液，氢氧化钙与加入的磷酸的摩尔比为Ca/P＝1.66，氢氧化钙悬浮液的浓度为0.001-4mol/L，磷酸的浓度为0.001-5mol/L；反应的同时对其进行加热处理，加热的温度为20-100℃；(2)当磷酸溶液滴加完毕后，继续加热1-120min，然后在室温下陈化、过滤、真空干燥后，得到白色粉末状固体，即羟基磷灰石前驱物，用透射电镜观察，表明它为纳米棒，产物用X射线衍射表征表明它为六方晶系；(3)氧化铝模板通过阳极氧化的方法制备，孔径为5-400nm；
(4)将羟基磷灰石前驱物超声制成浓度为10-5-10-2mol/L的悬浊液，直接将氧化铝模板置于该悬浊液中浸泡2-240小时，使羟基磷灰石在氧化铝模板中沉积，即可得到取向一致纳米羟基磷灰石/氧化铝复合生物陶瓷。
本发明的优点包括以下方面(1)制备方法简单，原料便宜且易得。
(2)采用了物理的方法沉积羟基磷灰石，制备化学计量比的纳米羟基磷灰石前驱物，保证了沉积物为化学计量比的羟基磷灰石；(3)羟基磷灰石前驱物为纳米尺度，羟基磷灰石的制备不需要添加有机分散剂和进行高温灼烧，就可以得到纳米尺度的羟基磷灰石前驱物；(4)使用了模板技术，纳米线的长径比大，氧化铝模板孔道中的羟基磷灰石纳米线具有相同的取向，并且与模板具有一致的取向，其微观结构与自然骨的微观结构非常相似，因此产物将具有很好的生物相容性和很高的生物活性，可用于可替代的生物无机材料和自然骨的修复材料。
本发明所用的氢氧化钙、磷酸、氢氧化钠、高氯酸、无水乙醇试剂为分析纯，北京试剂厂，所用的铝片和铂片的纯度均为99.99％，所用的水经过Milli-Q，＞18.2MΩ系统处理。
实施例2将0.01mol的Ca(OH)2置于含有1000ml水的烧杯中，60℃水浴加热，剧烈搅拌，同时滴加化学计量比的0.5mol/L的磷酸溶液，当磷酸溶液滴加完毕后，继续水浴加热，剧烈搅拌60min，然后在室温下陈化，得到的产物过滤，真空干燥后，得到白色粉末状固体，即为纳米羟基磷灰石前驱物；将铝片浸入到0.5mol/L的氢氧化钠溶液中10min后，铝片为阳极，铂片为对极，两者平行相对，浸入的面积约为1×1cm2，电解液为体积比为1∶4高氯酸/乙醇抛光液，施加10V电压氧化数分钟至表面呈光亮；冲洗后，再将其浸入到0.5mol/L的氢氧化钠溶液浸泡10min后，用去离子水冲洗后，待用；将上述第二步的电解液换为4％磷酸溶液，将恒压仪的电压调节到150V，电解1h后，反向电解，氧化铝膜与铝片自然脱离，将剥离的氧化铝膜浸泡在4％的磷酸溶液中2h，去除阻挡层和扩孔，得到孔径约为50nm的氧化铝模板；将羟基磷灰石前驱物置于无水乙醇中超声处理制成10-4mol/L的悬浊液，然后将氧化铝模板置于其中浸泡48小时，即得到取向一致纳米羟基磷灰石/氧化铝复合生物陶瓷。
实施例3将0.1mol的Ca(OH)2置于含有1000ml水的烧杯中，80℃水浴加热，剧烈搅拌，同时滴加化学计量比的1mol/L的磷酸溶液，当磷酸溶液滴加完毕后，继续水浴加热，剧烈搅拌90min，然后在室温下陈化，将得到的产物过滤，真空干燥后，得到白色粉末状固体，即为纳米羟基磷灰石前驱物；将铝片浸入到0.5mol/L的氢氧化钠溶液中10min后，铝片为阳极，铂片为对极，两者平行相对，浸入的面积约为1×1cm2，电解液为体积比为1∶4高氯酸/乙醇抛光液，施加10V电压氧化数分钟至表面呈光亮；冲洗后，再将其浸入到0.5mol/L的氢氧化钠溶液浸泡10min后，用去离子水冲洗后，待用；将上述第二步的电解液换为4％磷酸溶液，将恒压仪的电压调节到150V，电解2h后，反向电解，氧化铝膜与铝片自然脱离，将剥离的氧化铝膜浸泡在4％的磷酸溶液中2h，去除阻挡层和扩孔，得到孔径约为100nm的氧化铝模板；将羟基磷灰石前驱物置于无水乙醇中超声处理制成10-3mol/L的悬浊液，然后将氧化铝模板置于其中浸泡120小时，即得到取向一致纳米羟基磷灰石/氧化铝复合生物陶瓷。
实施例4将4mol的Ca(OH)2置于含有1000ml水的烧杯中，100℃水浴加热，剧烈搅拌，同时滴加化学计量比的5mol/L的磷酸溶液，当磷酸溶液滴加完毕后，继续水浴加热，剧烈搅拌120min，然后在室温下陈化，将得到的产物过滤，真空干燥后，得到白色粉末状固体，即为纳米羟基磷灰石前驱物；将铝片浸入到0.5mol/L的氢氧化钠溶液中10min后，铝片为阳极，铂片为对极，两者平行相对，浸入的面积约为1×1cm2，电解液为体积比为1∶4高氯酸/乙醇抛光液，施加10V电压氧化数分钟至表面呈光亮；冲洗后，再将其浸入到0.5mol/L的氢氧化钠溶液浸泡10min后，用去离子水冲洗后，待用；将上述第二步的电解液换为4％磷酸溶液，将恒压仪的电压调节到150V，电解4h后，反向电解，氧化铝膜与铝片自然脱离，将剥离的氧化铝膜浸泡在4％的磷酸溶液中4h，去除阻挡层和扩孔，得到孔径约为400nm的氧化铝模板；将羟基磷灰石前驱物置于无水乙醇中超声处理制成10-5mol/L的悬浊液，然后将氧化铝模板置于其中浸泡240小时，即得到取向一致纳米羟基磷灰石/氧化铝复合生物陶瓷。
权利要求
1.一种纳米羟基磷灰石/氧化铝复合生物陶瓷的制备方法，主要步骤如下A、在含有氢氧化钙的悬浮液中缓慢加入磷酸溶液，氢氧化钙与加入的磷酸的摩尔比为Ca/P＝1.66；B、磷酸溶液滴加完毕后，室温下陈化、过滤、真空干燥，得羟基磷灰石前驱物；C、阳极氧化方法制备氧化铝模板；D、将羟基磷灰石前驱物超声制成悬浊液，直接将氧化铝模板置于该悬浊液中浸泡，即得到取向一致的纳米羟基磷灰石/氧化铝复合生物陶瓷。
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤A在20-100℃下进行。
3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤A中氢氧化钙悬浮液的浓度为0.001-4mol/L。
4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤A中磷酸的浓度为0.001-5mol/L。
5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤B中磷酸溶液滴加完毕后，继续加热1-120min。
6.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤C中制备的氧化铝模板孔径为5-400nm。
7.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤D中的悬浊液浓度为10-5-10-2mol/L。
8.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤D中氧化铝模板的浸泡时间为2-240小时。
全文摘要
一种纳米羟基磷灰石/氧化铝复合生物陶瓷的制备方法，主要步骤为(1)采用了物理的方法沉积羟基磷灰石，制备化学计量比的纳米羟基磷灰石前驱物，保证了沉积物为化学计量比的羟基磷灰石，并且使用了模板技术；(2)羟基磷灰石前驱物为纳米尺度，采用搅拌加热的方法制备化学计量比的纳米羟基磷灰石前驱物，加热温度为20－100℃，氢氧化钙悬浮液的浓度为0.001－4mol/L，磷酸的浓度为0.001－5mol/L；(3)将羟基磷灰石前驱物超声处理制成浓度为10
文档编号C01B25/32GK1397518SQ0212902
公开日2003年2月19日 申请日期2002年8月28日 优先权日2002年8月28日
发明者李景虹, 张袁健, 周立恒, 薛乃存, 李迪 申请人:中国科学院长春应用化学研究所