表面活性劑對羥基磷灰石納米線合成的影響研究.pdf

1、羥基磷灰石(Hydroxyapatite，HA)是人體，動物骨骼和牙齒的主要無機(jī)組成成分，具有良好的生物活性和生物相容性，能夠與骨組織形成很強(qiáng)的化學(xué)結(jié)合，是人體骨骼和牙齒的主要替代材料。近年來，隨著對羥基磷灰石研究的不斷深入，已經(jīng)人工合成了多種結(jié)構(gòu)形態(tài)的羥基磷灰石材料。例如，羥基磷灰石非晶材料，羥基磷灰石微球材料，羥基磷灰石介孔材料，羥基磷灰石晶須材料，羥基磷灰石纖維材料等。
　　 本文采用化學(xué)方法制備了一種生物材料——羥基磷灰

2、石的納米纖維，又稱納米線。本研究主要就常見的三種陰離子表面活性劑，分別是十二烷基硫酸鈉(SDS)、十二烷基苯磺酸鈉(SDBS)和十二烷基磺酸鈉(SDS)以及一種陽離子表面活性劑十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)進(jìn)行了一系列相關(guān)的實(shí)驗(yàn)，以期尋找一條切實(shí)可行的羥基磷灰石納米線的合成路線。
　　 本文分別采用了共滴定法和化學(xué)沉淀法兩種工藝路線進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。反應(yīng)原料為氯化鈣和磷酸氫二鈉，其反應(yīng)初始m(Ca)/m(P)為5∶3，以陰離子表面活性

3、劑（十二烷基硫酸鈉，十二烷基苯磺酸鈉，十二烷基磺酸鈉）為模板，采用共滴定法制備的羥基磷灰石多為短棒狀和顆粒狀，長徑比不超過10。反應(yīng)原料為硝酸鈣和磷酸氫二銨，其反應(yīng)初始m(Ca)/m(P)為5∶3，以陰離子表面活性劑（十二烷基硫酸鈉，十二烷基苯磺酸鈉，十二烷基磺酸鈉）為模板，采用化學(xué)沉淀法制備的羥基磷灰石多為短棒狀，有少量的較長棒狀結(jié)構(gòu)。當(dāng)加入的表面活性劑濃度較低時(shí)，表面活性劑主要作為分散劑改善羥基磷灰石晶體的團(tuán)聚程度，隨著濃度的增加，

4、其分散作用越來越不明顯，而制備的羥基磷灰石晶體尺寸呈上升趨勢。
　　 反應(yīng)原料為氯化鈣和磷酸氫二鈉，其反應(yīng)初始m(Ca)/m(P)為5∶3，以陽離子表面活性劑（十六烷基三甲基溴化銨）為模板，采用共滴定法制備的羥基磷灰石多為短棒狀和顆粒狀，長徑比不超過10且團(tuán)聚嚴(yán)重，羥基磷灰石結(jié)晶性差。反應(yīng)原料為硝酸鈣和磷酸氫二銨，其反應(yīng)初始m(Ca)/m(P)為5∶3，以陽離子表面活性劑（十六烷基三甲基溴化銨）為模板，采用化學(xué)沉淀法制備的羥基磷

5、灰石為短棒狀，且有簇狀團(tuán)聚。而改變反應(yīng)初始m(Ca)/m(P)為4∶3，制備的羥基磷灰石多為長纖維狀，其長度＞2μm，直徑在50nm左右，長徑比＞50。尺寸分布較均勻，羥基磷灰石納米線相互交錯(cuò)無序排列。而且羥基磷灰石分散性和結(jié)晶性較好，通過分析檢測，采用化學(xué)沉淀法制備的羥基磷灰石納米線為單晶。對照組為樹葉狀結(jié)構(gòu)，反應(yīng)原料為硝酸鈣和磷酸氫二銨，其反應(yīng)初始m(Ca)/m(P)為5∶3。
　　 我們對制備的羥基磷灰石納米線進(jìn)行熱處理，

6、當(dāng)預(yù)燒溫度超過600℃時(shí)，羥基磷灰石會發(fā)生熔融，并分解為Ca3(PO4)2和Ca9HPO4(PO4)5OH。當(dāng)預(yù)燒溫度低于600℃時(shí)，羥基磷灰石基本無分解，且結(jié)晶性會得到改善。
　　 最后，本文對羥基磷灰石納米線合成的反應(yīng)機(jī)制進(jìn)行了詳細(xì)的分析討論，并對表面活性劑的模板作用機(jī)理作了相應(yīng)闡述。當(dāng)表面活性劑在溶液中的濃度大于臨界膠束濃度時(shí)，會形成有序排列的膠束結(jié)構(gòu)，我們可以將這種膠束結(jié)構(gòu)看作是一種新相。以CTAB為例，過量的CTAB在