含Sn(Ⅱ)羥基磷灰石的制備及表征.pdf

1、隨著生活節(jié)奏的加快，口腔疾病的發(fā)病率逐年上升，具有抗菌功能的口腔護理產品應運而生。目前，抗菌口腔護理產品內抗菌劑以抗生素為主，長時間使用會增加口腔內細菌的抗藥性并加重使用者罹患癌癥的風險。因此，制備出一種能夠釋放無機抗菌離子的抗菌劑是目前迫切的問題。羥基磷灰石具有良好的生物活性，在使用過程能夠釋放出有助于牙齒礦化的離子，可以堵塞牙齒表面因酸蝕而產生的破損從而降低牙齒的敏感度。Sn元素在口腔護理產品中使用已經有很長歷史，早期主要以SnF2

2、作為抗菌口腔護理產品的添加物。含有Sn(Ⅱ)羥基磷灰石材料在使用過程中可以兼具降低牙齒敏感和抑制口腔細菌的雙重功效。
　　本文根據(jù)Sn元素以及羥基磷灰石的性質推測出三種含Sn(Ⅱ)羥基磷灰石材料可能結構模型，通過使用ABINIT軟件計算獲得三種模型的缺陷形成能，按照缺陷形成能較低的模型的特點設計了制備方案;之后，使用沉淀法嘗試制備了含Sn(Ⅱ)羥基磷灰石粉體材料，并研究了制備工藝參數(shù)對材料純度以及晶胞參數(shù)的影響;最后，利用Riet

3、veld法精修出材料模型中Sn原子的占位比，驗證理論模型的正確性。本文主要研究內容和成果如下:
　　按照Sn的價態(tài)特點以及羥基磷灰石晶體的原子尺寸及位置，判斷出Sn原子取代位可能有三種，并推測出其為Ca1位取代，Ca2位取代和P位取代模型。使用ABINIT軟件對模型進行晶胞優(yōu)化計算，得到最終能量以及晶胞參數(shù)。最終計算出其形成能，確定Ca1位取代和Ca2位取代發(fā)生率較高。
　　根據(jù)Ca1位取代和Ca2位取代模型的特點，確定材料

4、的摻雜類型為陽離子置換型摻雜，按照結構特點設計出制備工藝并且制備出含Sn(Ⅱ)羥基磷灰石材料。通過調整工藝參數(shù)發(fā)現(xiàn):反應pH值得變化對產物純度有顯著影響，實驗結果表明pH值維持在10可制備出Sn(Ⅱ)羥基磷灰石粉體;較高的反應溫度會加速Sn(Ⅱ)氧化為Sn(Ⅳ)，當Sn(Ⅱ)氧化為Sn(Ⅳ)時，Sn(Ⅳ)很難進入晶胞;實驗表明陳化溫度設置在20℃至80℃之間比較適合反應進行;Sn的加入量有助于提升含Sn(Ⅱ)羥基磷灰石的摻雜量;實驗發(fā)現(xiàn)

5、隨著Sn摻雜量的增加，晶胞體積也隨之增加，這是由于Sn原子具有較高的電負性導致其對通道周圍O原子束縛能里減弱鍵長增長的原因。
　　最后，本文使用Rietveld法對樣品的XRD譜進行全譜擬合，設計摻雜模型精修出其Ca1位，Ca2位以及P位Sn原子的占位比例。結果表明，樣品中Sn取代位置集中在Ca1位（Sn原子占位比為11.6％）和Ca2位(Sn原子占位比為7.4％)，這與模型設計和DFT計算結果的相符合。因此，含Sn(Ⅱ)羥基磷灰