一种纳米镁白磷钙矿粉体的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种纳米镁白磷钙矿粉体的制备方法，本发明专利技术采用Ｃａ（ＮＯ３）２.４Ｈ２Ｏ、Ｍｇ（ＮＯ３）２.６Ｈ２Ｏ、Ｎａ２ＨＰＯ４.１２Ｈ２Ｏ和Ｎａ２ＥＤＴＡ.２Ｈ２Ｏ为原料，通过将Ｍｇ（ＮＯ３）２.６Ｈ２Ｏ与磷酸氢盐的水溶液混合后，于密闭容器中在特定温度下加热反应一定的时间，反应结束过滤烘干即得到纳米镁白磷钙矿。本发明专利技术具有如下两个主要优点：１、简单、经济、可控，制备条件比较宽松，在较大的Ｃａ／Ｍｇ比和温度范围内均可得到较纯的镁白磷钙矿粉体；２、利用Ｎａ２ＥＤＴＡ控制水热反应条件，可以得到粒径十分均匀的纯的镁白磷钙矿粉体，粒度小于１００ｎｍ，纯度高于９５％，且Ｎａ２ＥＤＴＡ可以经过简单回收二次使用。

A nano magnesium whitlockite powder preparation method

The invention relates to a preparation method of a nanometer magnesium whitlockite powder, the invention adopts Ca (NO3) 2.4H2O, Mg (NO3) 2.6H2O, Na2HPO4.12H2O and Na2EDTA.2H2O as raw materials, the Mg (NO3) 2.6H2O mixed with hydrogen phosphate solution, in the closed container at a specific temperature heating reaction a certain period of time, the end of the reaction filtration and dried to obtain the nanometer calcium magnesium phosphorus ore. The invention has the following two main advantages: 1, simple, economic, controllable preparation conditions, more relaxed, more pure magnesium whitlockite powder can be larger Ca / Mg ratio and temperature range; 2, use Na2EDTA to control the hydrothermal reaction conditions, magnesium whitlockite powder pure body can be obtained the particle size is uniform, the particle size is smaller than 100nm, the purity is higher than 95%, and the Na2EDTA can be used for the two time after a simple recovery.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及，属于化学和生物材料领域。
技术介绍
镁白磷钙矿(Whitlockite)，其化学分子式为Ca18Mg2H2 (P04) 14，是制备掺镁羟基磷 灰石(HA)陶瓷的前驱体材料，也是一种重要的生物矿物质，主要存在于人及动物的钙化和 牙本质龋齿中，特别是在病态沉积中。对镁白磷钙矿晶体结构和形成机理的研究对于理解 镁在人体中的新陈代谢以及生物矿化机理有着重要意义。另外掺镁羟基磷灰石生物活性陶 瓷作为硬组织修复与替换材料，在医学上具有较大的应用前景。 目前有关镁白磷钙矿的研究主要集中在生物医学领域，研究内容多为鉴定生物组织中的镁白磷钙矿物质及其晶体结构，而有关镁白磷钙矿粉体合成方面的报道并不多。Gopal等报道镁白磷f丐矿晶体可以通过水热法合成得到(CAN. J. CHEM. VOL. 52， 1974)，但是有关水热法的参数并不清楚，并且得到的镁白磷钙矿晶体粒度比较大、尺寸不均匀。 水热法合成是在一个密闭的压力容器内，用水溶液作反应介质，通过对反应容器加热，在高压下获得形貌单一、结晶度比较好的晶体物质。水热法是一种常用的制备羟基磷灰石、磷酸氢钙等生物磷酸钙盐的重要方法，在制备羟基磷灰石的过程，可以通过加入乙二胺四乙酸、乙二醇、十六烷基三甲基溴化铵和柠檬酸等表面活性剂来调控羟基磷灰石的形态和尺寸。然而有关利用表面活性剂调控镁白磷钙矿的晶粒尺寸和均匀性方面的报道尚不多见。
技术实现思路
针对现有技术存在的上述不足，本专利技术的目的是提供一种纳米镁白磷钙矿粉体的 制备方法，纳米镁白磷钙矿粉体主要用作掺镁羟基磷灰石的前驱体。本方法制备条件比较 宽松，能够在较大的Ca/Mg比和温度范围内得到颗粒细小均匀的纯的纳米镁白磷钙矿粉 体，纯度高于95%。 本专利技术纳米镁白磷钙矿粉体的制备方法，其制备步骤为 (1)按Ca/Mg摩尔比为4 19 : 1、 Ca/EDTA摩尔比为5 6 : 1、(Ca+Mg)/P摩 尔比为10 : 6对Ca (N03) 2 4H20、 Mg (N03) 2 6H20、 Na2EDTA 2H20和Na2HP04 12H20进行备 料； (2)将Na2EDTA 2H20、 Ca (N03) 2 4H20与Mg (N03) 2 6H20 一起溶于水中得到1#溶 液，通过pH值调节和浓度调节，最终使1#溶液pH值为7，浓度为4 5mol. L—1 ; (3)将Na2HP04 12H20溶于水中形成溶液，并调节pH值与1#溶液一致，得到2#溶 液，2#溶液的体积与1#溶液体积相同； (4)将2#溶液缓慢加入到1#溶液中，边加入边搅拌使两者充分反应，得到3#溶 液； (5)将pH调节剂缓慢加入3#溶液中调节3#溶液pH值与前述1#溶液一致； (6)将3#溶液升温至60 80°C ，在该温度下恒温搅拌1. 5 2. 5小时； (7)将第(6)步所得溶液升温至140 16(TC后，恒温条件下水热反应5 6小时，再自然冷却至室温； (8)对第(7)步所得混合液抽滤，用蒸馏水_乙醇交替对滤饼洗涤3 5次，滤饼 烘干即得纳米掺杂羟基磷灰石粉体。 第(8)步滤饼在恒温条件下烘干，温度为60 8(TC，烘干时间为10 12小时。 所有需要调节pH值的步骤中调节pH值的原料为NaOH溶液。本专利技术采用采用Ca (N03) 2 4H20、 Mg (N03) 2 6H20、 Na2HP04 12H20和Na2EDTA 2H20为原料，通过将Mg(N03)2 6H20与磷酸氢盐的水溶液混合后，于密闭容器中在特定温度下加热反应一定的时间，反应结束过滤烘干即得到纳米镁白磷钙矿。 相比现有技术，本专利技术具有如下两个主要优点 1、本方法简单、经济、可控，制备条件比较宽松，在较大的Ca/Mg比和温度范围内 均可得到较纯的镁白磷钙矿粉体，便于应用于工业大规模生产； 2、利用N^EDTA控制水热反应条件，可以得到粒径十分均匀的纯的镁白磷f丐矿粉 体，粒度小于100nm，纯度高于95% ，且Na2EDTA可以经过简单回收二次使用。附图说明 图1是本专利技术四个实施例合成的四种纳米镁白磷钙矿粉体的透射电镜照片，粉 体粒径为lOOnm左右(a :Mg5HA， b :MglOHA， c :Mgl5HA， d :Mg20HA， pH = 7，合成温度T = 150°C )。 图2是本专利技术四个实施例合成的四种纳米镁白磷钙矿粉体的X射线衍射图谱(pH =7，合成温度T = 150°C )。 图3是实施例5合成的纳米纯羟基磷灰石粉体的透射电镜照片，粉体粒径为100 纳米左右(pH = 7，合成温度T = 150°C )。 图4是实施例5合成的纳米纯羟基磷灰石粉体的X射线衍射图谱(pH = 7，合成温 度T = 150°C )。 其中，图1的a、 b、 c禾P d分别对应着实施例1、2、3和4。 具体实施例方式下面结合实施例，对本专利技术的技术方案作进一步具体说明。 本专利技术纳米镁白磷钙矿粉体的制备方法，其制备步骤为 (1)按Ca/Mg摩尔比为4 19 : 1、 Ca/EDTA摩尔比为5 6 : 1、(Ca+Mg)/P摩 尔比为10 : 6对Ca (N03) 2 4H20、 Mg (N03) 2 6H20、 Na2EDTA 2H20和Na2HP04 12H20进行备 料； (2)将Na2EDTA 2H20、 Ca (N03) 2 4H20与Mg (N03) 2 6H20 一起溶于水中得到1#溶 液，通过pH值调节和浓度调节，最终使1#溶液pH值为7，浓度为4 5mol. L—1 ; (3)将Na2HP04 12H20溶于水中形成溶液，并调节pH值与1#溶液一致，得到2#溶 液，2#溶液的体积与1#溶液体积相同； (4)将2#溶液缓慢加入到1#溶液中，边加入边搅拌，缓慢加入和搅拌的目的都是使2#溶液和1#溶液充分反应，得到3#溶液； (5)将pH调节剂缓慢加入3#溶液中调节3#溶液pH值与前述1#溶液一致； (6)将3#溶液升温至60 80°C ，在该温度下恒温搅拌1. 5 2. 5小时； (7)将第(6)步所得溶液升温至140 16(TC后，恒温条件下水热反应5 6小时， 再自然冷却至室温； (8)对第(7)步所得混合液抽滤，用蒸馏水_乙醇交替对滤饼洗涤3 5次，滤饼 烘干即得纳米掺杂羟基磷灰石粉体。 其中，第(8)步滤饼在恒温条件下烘干，温度为60 8(TC，烘干时间为10 12小 时。 在上述所有需要调节pH值的步骤中，调节pH值的原料为NaOH溶液。 本专利技术水热反应如下 18Ca(N03)2 4H20+12Mg (N03) 2 6H20+14Na2HP04 12H20 — Ca18Mg2H2 (P04) 14+28NaN03+12HN03+84H20 由于反应过程中有大量丽03生成，为了减小反应过程pH值的变化，初始 Ca(N03)2 41120禾口 12Mg(N03)2 61120溶液中加入适量的Na2EDTA 2H20作为辅助剂，对控制反应产物的纯度起了重要作用。 实施例1 : 称取18. 6克Na2EDTA *2H20粉体、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种纳米镁白磷钙矿粉体的制备方法，其特征在于：其制备步骤为：　　（１）按Ｃａ／Ｍｇ摩尔比为４～１９∶１、Ｃａ／ＥＤＴＡ摩尔比为５～６∶１、（Ｃａ＋Ｍｇ）／Ｐ摩尔比为１０∶６对Ｃａ（ＮＯ↓［３］）↓［２］.４Ｈ↓［２］Ｏ、Ｍｇ（ＮＯ↓［３］）↓［２］.６Ｈ↓［２］Ｏ、Ｎａ↓［２］ＥＤＴＡ.２Ｈ↓［２］Ｏ和Ｎａ↓［２］ＨＰＯ↓［４］.１２Ｈ↓［２］Ｏ进行备料；　　（２）将Ｎａ↓［２］ＥＤＴＡ.２Ｈ↓［２］Ｏ、Ｃａ（ＮＯ↓［３］）↓［２］.４Ｈ↓［２］Ｏ与Ｍｇ（ＮＯ↓［３］）↓［２］.６Ｈ↓［２］Ｏ一起溶于水中得到１＃溶液，通过ｐＨ值调节和浓度调节，最终使１＃溶液ｐＨ值为７，浓度为４～５ｍｏｌ．Ｌ↑［－１］；　　（３）将Ｎａ↓［２］ＨＰＯ↓［４］.１２Ｈ↓［２］Ｏ溶于水中形成溶液，并调节ｐＨ值与１＃溶液一致，得到２＃溶液，２＃溶液的体积与１＃溶液体积相同；　　（４）将２＃溶液缓慢加入到１＃溶液中，边加入边搅拌使两者充分反应，得到３＃溶液；　　（５）将ｐＨ调节剂缓慢加入３＃溶液中调节３＃溶液ｐＨ值与前述１＃溶液一致；　　（６）将３＃溶液升温至６０～８０℃，在该温度下恒温搅拌１．５～２．５小时；　　（７）将第（６）步所得溶液升温至１４０～１６０℃后，恒温条件下水热反应５～６小时，再自然冷却至室温；　　（８）对第（７）步所得混合液抽滤，用蒸馏水－乙醇交替对滤饼洗涤３～５次，滤饼烘干即得纳米掺杂羟基磷灰石粉体。...

【技术特征摘要】
一种纳米镁白磷钙矿粉体的制备方法，其特征在于其制备步骤为(1)按Ca/Mg摩尔比为4～19∶1、Ca/EDTA摩尔比为5～6∶1、(Ca+Mg)/P摩尔比为10∶6对Ca(NO3)2·4H2O、Mg(NO3)2·6H2O、Na2EDTA·2H2O和Na2HPO4·12H2O进行备料；(2)将Na2EDTA·2H2O、Ca(NO3)2·4H2O与Mg(NO3)2·6H2O一起溶于水中得到1#溶液，通过pH值调节和浓度调节，最终使1#溶液pH值为7，浓度为4～5mol.L-1；(3)将Na2HPO4·12H2O溶于水中形成溶液，并调节pH值与1#溶液一致，得到2#溶液，2#溶液的体积与1#溶液体积相同；(4)将2#溶液缓慢加入到1#溶液中，边加入边搅拌使两...

【专利技术属性】
技术研发人员：辛仁龙，左蔼龄，张敏，丁永会，高家诚，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：85[中国|重庆]