纳米羟基磷灰石对Ni2+的吸附性能及机理研究.doc
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。
纳米羟基磷灰石的研究进展
纳米羟基磷灰石对Cu2+的吸附
纳米羟基磷灰石对Cu2+的吸附朱婷婷;于振;吴柳明【摘要】Nano-hydroxyapatite synthesized by sol-gel technique was used to adsorb Cu2 + from aqueous solution.The effects of reaction time, pH and initial concentration of Cu2 + on the adsorption were investigated, and the adsorption mechanism was discussed.The results show that the adsorption quantity increases linearly from pH 4.5 to 7.5; the adsorption equilibrium can be achieved in 60 min,when pH is higher than 7.5 ,Cu2+ is almost completely removed,and the maximum adsorption capacity is 51.28 mg/g.n-HAP is an effective adsorbent for Cu2 +, and the adsorption is a process of Langmuir adsorption isotherms, following the pseudo-second-order kinetic equation.%用溶胶-凝胶法制备纳米羟基磷灰石(n-HAP)吸附水溶液中的铜离子(Cu2+),研究反应时间、体系pH值和Cu2+初始浓度等因素对吸附行为的影响,并探讨吸附机理.结果表明:在溶液pH=4.5～7.5,n-HAP对Cu2+的吸附升高趋势近似线性关系;反应60 min时基本达到吸附平衡;pH>7.5时,溶液中Cu2+几乎完全去除,最大吸附量为51.28 mg/g.n-HAP对Cu2+有良好的吸附作用,吸附类型为Langmuir等温吸附,吸附过程符合拟二级反应动力学方程.【期刊名称】《济南大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2011(025)002【总页数】4页(P142-145)【关键词】n-HAP;Cu2+;吸附【作者】朱婷婷;于振;吴柳明【作者单位】济南大学,资源与环境学院,山东,济南,250022;济南大学,资源与环境学院,山东,济南,250022;济南大学,资源与环境学院,山东,济南,250022【正文语种】中文【中图分类】O643铜是一种对人体危害甚大的环境污染物,它能在人体内富集,如果人体内重要器官如肝、肾、脑沉积过量的铜,可能会引起威尔逊(Wilson)氏症[1-2](一种染色体隐性疾病)。
羟基磷灰石的影响
羟基磷灰⽯的影响，纳⽶填料的分散状况和两相间的界⾯结合会极⼤影响复合材料的性能，近年来，纳⽶级填料在聚合物改性⽅⾯得到了⼤量研究和应⽤。
与普通填料相⽐，纳⽶级填料表⾯缺陷少，表⾯活性⾼，与聚合物发⽣物理或化学作⽤的可能性⼤，界⾯结合也较强。
但由于其⼤的界⾯张⼒，⾼的表⾯活性同时使得其极易团聚，难以在聚合物基体中分散均匀，或者说是很难以纳⽶尺度与聚合物结合，显现纳⽶效应。
常⽤的纳⽶材料表⾯处理⽅法，如加⼊偶联剂等，会降低复合材料的⽣物相容性。
由于羟基磷灰⽯中的羟基、钙离⼦等可以与聚⼄烯醇中的羟基等产⽣强烈的相互作⽤，使⼆者之间的界⾯粘合增加，为此，我们对纳⽶羟基磷灰⽯进⾏⼤功率超声预先分散后，对其循环冷冻⼀解冻处理，进⼀步增加聚⼄烯醇分⼦与羟基磷灰⽯之间的相互作⽤，从⽽在赋予材料⽣物活性和⽣物相容性的同时，提⾼其他性能。
，说明HA与PVA的羟基间存在相互作⽤。
已有研究表明PVA的羟基与HA中的ca2+之间能形成⼀种配位结构，具有相互作⽤，可引起PVA羟基伸缩振动峰向低波数移动。
这也说明凝胶复合材料中n-HA与PVA不是简单的物理共混，⽽是以某种化学形式相结合。
郭⽟明等[11的研究结果表明HA中的Ca2+和PVA分⼦中的羟基之蜘形成了⼀种配位结构，具有相互作⽤，从⽽导致PVA分⼦中的羟基伸缩振动峰向低频⽅向移动。
同时，HA同PVA分⼦间的氢键作⽤使得PVA分⼦的空间⽴构规整度有所下降，从⽽导致加⼊n．HA后PVA 分⼦中各基团特征峰的位置有所改变。
在n-HA／PVA凝胶复合材料中，均可观察到⼤量的羟基磷灰⽯粒⼦分布在PVA基体之中。
同时，当HA含量较少时(图4_4b1和r图4．4c)，HA粒于在PVA基体中呈均匀分布状态：随着HA粒⼦含量的增加f图4-4d)，部分HA粒⼦在PVA基体中呈团聚状态。
⽆机纳⽶粒⼦具有较⾼的表⾯能和⽐表⾯，当n-HA粒⼦在PVA中的含量较低时．⼀⽅⾯PVA溶液可作为纳⽶羟基磷灰⽯粒⼦的分散剂．使HA粒⼦均匀分布在PVA基体之中：另⼀⽅⾯，n-HA粒⼦的⾼表⾯能和⽐表⾯，可有效提⾼n-HA粒⼦同PVA基体问的界⾯结合强度．有利于改善复合材料的⼒学性能。
羟基磷灰石研究进展
2010-2011 第2学期《生物医用材料》期中考试姓名：学号：学院：专业：班级：任课老师：羟基磷灰石研究进展摘要：由于羟基磷灰石( HA) 不但与人体骨骼晶体成分和结构基本一致,而且其生物相容性、界面生物活性均优于医用钛、硅橡胶及植骨用碳材料等植入医用材料,另外有极好骨传导性和与骨结合的能力, 无毒副作用, 无致癌作用,所以被广泛用作硬组织修复材料和骨填充材料的生理支架以及疾病、意外事故中的骨修复材料。
同时，羟基磷灰石具有良好的生物活性,具有特殊的晶体化学特点，是较好的生物材料,被广泛应用于骨组织的修复与替代技术.目前,羟基磷灰石涂层的制备方法有等离子喷涂法、激光熔覆法、电结晶液相沉积法、溶胶-凝胶法等。
对于制备要求较高、具有表面活性的吸附材料羟基磷灰石而言,溶胶- 凝胶法是较为合适的方法,本文羟基磷灰石涂层进行了研究。
主要从羟基磷灰石的合成制备,复合材料涂层种类及HA涂层影响因素，应用等方面对羟基磷灰石进行介绍，并对其进行研究展望。
关键词：羟基磷灰石制备复合材料涂层研究进展前言羟基磷灰石是一种磷酸钙生物陶瓷, 与人体自然骨和牙齿等硬组织中的无机质在化学成分和晶体结构上具有相似性，是一类重要的骨修复材料,分子式为Ca10 ( PO4) 6 ( OH ) 2 , 简写为HA 或HAP,Ca/ P 物质的量比理论值为1. 67, 属磷酸钙陶瓷中的一种生物活性材料。
从分子结构( 如图1) 可以看出, 它易与周围液体发生离子交换。
HA 属六方晶系, 空间群为P63/m。
其结构为六角柱体, 与c轴垂直的面是一个六边形, a、b 轴的夹角为120 °, 晶胞常数a= b= 9. 324 A , c= 6. 881A 。
单位晶胞含有10 个[ Ca]2+、6个[ PO4]3-和2个[ OH]-, 这样的结构和组成使得H A 具有较好的稳定性。
磷灰石是自然界广泛分布的磷酸钙盐矿物，根据其结构通道中存在的阴离子的种类,可分为氟-、氯-、羟磷灰石等不同亚种矿物。
纳米羟基磷灰石在骨科中的临床应用及作用机制
纳米羟基磷灰石在骨科中的临床应用及作用机制杨再清;雷云坤;孟增东【摘要】10.3969/j.issn.2095-4344.2012.51.024% 背景：纳米羟基磷灰石是一种具有代表性的生物活性材料，是现在组织工程领域研究的一个热点。
目的：综述纳米羟基磷灰石在骨科领域的临床应用进展，并探讨其作用机制。
方法：查阅2001年1月至2011年12月 CNKI 数据库和PubMed数据库有关纳米羟基磷灰石对成骨细胞、破骨细胞的影响及再血管化的研究，并总结其在骨科的临床应用进展。
结果与结论：纳米羟基磷灰石能够提高成骨细胞的增殖活性及功能代谢，诱发新骨形成；而破骨细胞能够吸收、降解羟基磷灰石，同时，纳米羟基磷灰石调节破骨细胞的代谢过程，共同参与了骨代谢。
另外，纳米羟基磷灰石植入体内后能够再血管化，进而有利于骨修复和重建。
基于纳米羟基磷灰石及其复合材料的优越性，是一种较为理想的骨缺损修复材料，已初步应用于临床，并取得了令人鼓舞的效果，但仍有许多问题有待于进一步研究解决。
【期刊名称】《中国组织工程研究》【年(卷),期】2012(000)051【总页数】6页(P9629-9634)【关键词】纳米羟基磷灰石;骨科植入物;骨缺损;再血管化;组织工程骨材料【作者】杨再清;雷云坤;孟增东【作者单位】昆明医学院附属昆华医院骨科,云南省昆明市650032; 云南省第一人民医院骨科,云南省昆明市650032;昆明医学院附属昆华医院骨科,云南省昆明市650032; 云南省第一人民医院骨科,云南省昆明市650032;昆明医学院附属昆华医院骨科,云南省昆明市650032; 云南省第一人民医院骨科,云南省昆明市650032【正文语种】中文【中图分类】R3180 引言如何解决骨缺损的修复问题一直是骨外科、整形外科医师研究的重大难题之一[1]。
骨科医师在治疗骨缺损时常常采用自体骨、异体骨、组织工程化骨来填充骨缺损，运用基因治疗法和物理疗法促进骨愈合。
纳米羟基磷灰石_胶原骨修复材料_冯庆玲
存在抗原性的问题( 各种以金属’ 陶瓷或高分子制 造的人工骨替代材料也已应用于临床" 但多数是作 为永久植体使用" 它们不能参与人体的新陈代谢" 因而长期效果往往不尽人意% 模仿天然骨的成分及
! -)BB0M,)’I9’/ (;C=)B L0.] $"$!_\‘%\‘‘$X J!D(9.] V9)D(C0BaD(9.6CM9’/=;(60I;6H’
料 的 矿 物 含 量 约 为 2$3 " 矿 物 相 为 含 有 碳 酸 根 的 羟 基 磷 灰 石 " 结 晶 度 低 " 晶 粒 尺 寸 为 纳 米 量 级 % 矿 物 相 均 匀 沉 积 在
! 型 胶 原 蛋 白 基 质 上 % 1*+- 复 合 材 料 的 力 学 性 能 表 现 为 各 向 同 性 " 其 显 微 硬 度 可 以 达 到 骨 皮 质 显 微 硬 度 的 下 限 % 用
1*+- 是 生 物 活 性 材 料 " 种 植 体 与 骨 组 织 可 形 成 界 面 化 学 键 合 %
仿生合成 纳米羟基磷灰石 ! 胶原复合材料
45"%6$%
!"#$ ! %&’($)&"*"+,+- ! .$//"0-# 1$2*$3,+- 4$( 5$#- 6-*",(
70’/ 89’/ ! .9’/ : -;9 7; ! <=(9 >=(’/ ?09
B0,(9B9’/6 ;-+%$’3 1*+- H)D,)M9C0 W(M I0O0.),0I VP V9)D9D0C9H D0C=)I6 6-3</+3 L=0 H)D,)M9C0 M=)W0I M)D0 E0(C;B0M )E ’(C;B(. V)’0 9’ V)C= H)D,)M9C9)’ (’I D9HB)MCB;HC;B06 L=0 D9’0B(.M H);.I H)’ ! CB9V;C0 C) 2$3 VP W09/=C )E C=0 H)D,)M9C0M 9’ M=00C E)BD6 L=0 9’)B/(’9H ,=(M0 9’ C=0 H)D,)M9C0 W(M H(BV)’(C0 ! M;VMC9C;C0I =PIB)TP(,(C9C0 @ *+U W9C= .)W HBPMC(..9’9CP (’I ’(’)D0C0B M9<06 *+ ,B0H9,9C(C0M W0B0 ;’9E)BD.P I9MCB9V;C0I )’ C=0 CP,0 ! H)..(/0’ D(CB9T W9C=);C ,B0E0B0’C9(. )B90’C(C9)’6 L=0 H)D ! ,)M9C0 0T=9V9C0I (’ 9M)CB),9H D0H=(’9H(. V0=(O9)B6 *)W0O0BX C=0 B0M9MC(’H0 )E C=0 H)D,)M9C0 C) .)H(.9<0I ,B0MM;B0 H);.I B0(H= C=0 .)W0B .9D9C )E C=(C )E E0D;B H)D,(HC(Y L=0 C9MM;0 B0M,)’M0 C) C=0 1*+H)D,)M9C0 9D,.(’C0I 9’ D(BB)W H(O9CP W(M 9’O0MC9/(C0IY Z’)), D9HB) ! =(BI’0MM C0MC W(M ,0BE)BD0I C) H)D,(B0 C=0 D0H=(’9H(. V0=(O9)B )E C=0 H)D,)M9C0 (’I V)’0Y +C C=0 9’C0BE(H0 )E C=0 9D,.(’C (’I D(BB)W C9MM;0X M).;C9)’ ! D0I9(C0I I9MM).;C9)’ (’I D(HB),=(/0 ! D0I9(C0I B0M)B,C9)’ .0I C) C=0 I0/B(I(C9)’ )E C=0 H)D,)M9C0X E)..)W0I VP 9’C0BE(H9(. V)’0 E)BD(C9)’ VP )MC0)V.(MCMY L=0 ,B)H0MM )E 9D,.(’C I0/B(I(C9)’ (’I V)’0 M;VMC9C;C9)’ W(M B0D9’9MH0’C )E V)’0 B0D)I0.9’/Y 1$#./<3,$# L=0 H)D,)M9C0 H(’ V0 9’H)B,)B(C0I 9’C) V)’0 D0C(V).9MD 9’MC0(I )E V09’/ ( ,0BD(’0’C 9D,.(’CY
纳米羟基磷灰石
纳米材料学作业2005202027 张峰一．外文综述1．纳米羟基磷灰石与胶原和聚乙烯醇的复合生物材料[1]材料的制备1．合成纳米羟基磷灰石根据羟基磷灰石中Ca/P摩尔比nCa/Np=1.67，配制Ca(NO3)2·4H2O(80 ml, 0.1 M)溶液和Na3PO4 (48 ml, 0.1 M)溶液，室温下共滴定，不断搅拌混合液。
用Na(OH)2调节PH，使PH保持在10。
反应得到悬浊液用布氏漏斗过滤后，去离子水清洗，沉淀物80℃隔夜干燥。
2．合成纳米羟基磷灰石/PVA复合物90℃下配制不同浓度的PVA/去离子水混合液，90℃保持30min。
在搅拌的条件下加入1中制备的羟基磷灰石粉体，持续搅拌30min，制得的HAp/PVA凝胶体。
用冷冻分相干燥法对该胶体脱水干燥（将胶体降温至-20℃后在升温至20℃，如此反复进行1～4个周期）。
3．合成羟基磷灰石/胶原复合物（HAp/Col）先在室温下配制30ml、浓度为0.6 mg/ml胶原/水的混合液，持续搅拌2h。
之后加入80 ml 0.1M 的Ca(NO3)2·4H2O溶液，再缓慢滴加Na3PO4 (48 ml, 0.1 M)溶液，用Na(OH)2调节PH至10，制得呈凝胶状的HAp/Col复合物。
将该凝胶用布氏漏斗过滤，去离子水清洗，室温干燥。
4．合成羟基磷灰石/胶原/PVA复合物（HAp/Col/PVA）室温、搅拌的条件下配制15ml浓度为0.3mg/ml的一型胶原/水混合物，持续搅拌1h后把该混合液倒入等体积的PVA/水的混合液中。
将得到的混合物室温搅拌30min，再加入40ml0.1M 的Ca(NO3)2（PH调为10），搅拌，70℃保持24h。
之后加入24ml0.1M Na3PO4（PH调为10）。
如此，在胶原/PVA上原位合成HAp。
然后将反应混合物过滤、冲洗、干燥、检测。
结果与讨论1．不论是单独合成还是在胶原或PVA或是胶原/PVA纤维上原位合成，所制得的羟基磷灰石都为纳米微粒，其宽为10～30nm，长为40～50nm。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
石长轴约为31.9nm,短轴约为21.3nm,粒径均匀且表面活性高,具有较低结晶度,比表面积高达135m2/g.选用Ni2+作为吸附目标离子,通过Zeta电位、XRD和XPS分析n-HA 吸附前后的表面电位、晶体物相和表面原子结合能的变化可知:Langmuir等温吸附模型仅适用于Ni2+初始浓度低于0.1mol/L的范围;当Ni2+初始浓度高于0.1mol/L时,Ni2+取代Ca2+与表面的O成键,吸附过程包括离子交换、静电吸附和溶解沉淀作用. 作者：张俊[1]王德平[2]姚爱华[1]黄文晻[2]
Author：ZHANG Jun[1]WANG
De-Ping[2]YAO Ai-Hua[1]HUANG Wen-Hai[2] 作者单位：同济大学材料科学与工程学院,上海,200092同济大学材料科学与工程学院,上海,200092;同济大学先进土木工程材料教育部重点实验室,上海,200092 期刊：无机材料学报ISTICEISCIPKU
Journal：JOURNAL OF INORGANIC MATERIALS 年，卷(期)：2009,24(2) 分类号：X703 关键词：羟基磷灰石吸附机理镍离子机标分类号：P7 TG5 机标关键词：纳米羟基磷灰石吸附性能机理研究Adsorption Capacity比表面积初始浓度等温吸附模型原子结合能磷酸氢二铵沉淀法制备吸附过程离子交换静电吸附结晶形貌沉淀作用表面活性表面电位Zeta电位n-HALangmuir 基金项目：国家自然科学基金，上海科委纳米专项基金。