CN103788946A - 一种铕掺杂羟基磷灰石纳米棒的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种铕掺杂羟基磷灰石纳米棒的制备方法，是采用磷酸氢二铵、十六烷基三甲基溴化铵、无水氯化钙和氧化铕为原料，将无水氯化钙和硝酸铕混合溶液逐滴加入到磷酸氢二铵和十六烷基三甲基溴化铵混合溶液中，在一定温度下反应，反应结束后，然后在抽滤过程中用蒸馏水和乙醇将沉淀物洗涤数次并干燥，即得到铕掺杂羟基磷灰石纳米棒。本发明方法反应温度低，对设备要求低，操作简单，制备的材料形貌可控，纯度高，结晶性、分散性和发光性能良好，应用前景广阔。
Description
技术领域
本发明涉及一种铕掺杂羟基磷灰石纳米棒的制备方法，属于生物材料和发光材料的制备领域。
背景技术
羟基磷灰石（Hydroxyapatite，HA)具有良好的生物活性和一定的力学性能，已成为材料研究者密切关注的生物材料之一。HA是脊椎动物骨和牙齿的主要成分，其中在齿骨中占97%，在人骨中占75%。纳米级HA在骨修复方面，如牙槽脊增高、耳小骨替换、口腔种植、脊椎骨替换等有广阔的应用前景。此外，由于纳米级HA的优良的生物相容性、化学稳定性和表面特性，其已经广泛的应用于抗肿瘤和药物载体领域。
HA作为骨修复材料在植入初期在体液的作用下容易易松散，导致纳米级HA颗粒流失进入生物体内。同时，纳米级HA作为药物载体时，当药物释放后，作为载体的纳米HA也可能会稳定存在于生物体内。由于羟基磷灰石本身不具有明显的荧光特性，为探究纳米HA在生物体内的流转以及沉积，可利用Eu3+取代HA中的Ca2+，达到荧光标记的目的。现有关于掺铕羟基磷灰石的制备工艺复杂，条件苛刻，所制备的材料的结晶性、荧光强度和分散性难以达到良好统一。
发明内容
针对现有技术，本发明的目的在于提供一种铕掺杂羟基磷灰石纳米棒的制备方法。
本发明所述铕掺杂羟基磷灰石纳米棒的制备方法，步骤是：
(1)配制0.2mol/L的硝酸铕溶液，备用；
(2)按如下比例量制备溶液1，称取1.584g磷酸氢二铵和1g十六烷基三甲基溴化铵加入到烧杯中，量取50ml的蒸馏水加入到烧杯中并溶解，用1mol/L的NaOH溶液将其pH值调节至12；
(3)按如下比例量制备溶液2，称取1.998g～2.109g无水氯化钙加入到另一烧杯中，再加入25ml蒸馏水溶解，量取1～10ml的步骤（1）配制的硝酸铕溶液加入到烧杯中，混匀；
(4)将制备的溶液2缓慢滴加到持续搅拌的溶液1中，然后将混合溶液加热到100℃，反应6±1小时；
(5)反应完成后，将所得悬浊液静置3～5小时，然后在抽滤过程中用蒸馏水和乙醇将沉淀物洗涤5～10次，在80℃条件下干燥10～12小时，即得到铕掺杂羟基磷灰石纳米棒。
上述铕掺杂羟基磷灰石纳米棒的制备方法中：步骤(2)中所述的溶液中十六烷基三甲基溴化铵浓度优选是0.034mol/L。
本发明采用磷酸氢二铵、十六烷基三甲基溴化铵、无水氯化钙和氧化铕为原料，将无水氯化钙和硝酸铕混合溶液逐滴加入到磷酸氢二铵和十六烷基三甲基溴化铵混合溶液中，在一定温度下反应，反应结束后，然后在抽滤过程中用蒸馏水和乙醇将沉淀物洗涤数次并干燥，即得到铕掺杂羟基磷灰石纳米棒。本发明方法反应温度低，对设备要求低，操作简单，制备的材料形貌可控，纯度高，结晶性、分散性和发光性能良好，应用前景广阔。
附图说明
图1为本发明中制备的铕掺杂羟基磷灰石纳米棒的X射线衍射图谱。
图2为本发明中制备的铕掺杂羟基磷灰石纳米棒的透射电镜照片。
图3为本发明中制备的铕掺杂羟基磷灰石纳米棒在250nm紫外光激发下的发射光谱图。
具体实施方式
为了进一步说明该发明，下面结合实施例具体公开的铕掺杂羟基磷灰石纳米棒的制备方法进行详细描述。
实施例1
称取1.7597g的氧化铕，之后加入30ml浓度为4mol/L的稀硝酸，加热条件下搅拌30分钟，完全溶解后，配成0.2mol/L的硝酸铕溶液。
称取1.584g磷酸氢二铵和1g十六烷基三甲基溴化铵加入到烧杯中，量取50ml的蒸馏水加入到烧杯中并溶解，用1mol/L的NaOH溶液将pH值调节至12，为溶液1。称取2.109g无水氯化钙加入到另一烧杯中，加入25ml蒸馏水溶解，用移液管量取5ml的已配制的硝酸铕溶液加入到烧杯中，为溶液2。然后将溶液2缓慢滴加到持续搅拌溶液1中，将混合溶液加热到100℃，反应6小时。反应完成后，将悬浊液静置3小时，然后在抽滤过程中用蒸馏水和乙醇将沉淀物洗涤8次，在80℃条件下干燥10小时，即得到铕掺杂羟基磷灰石纳米棒。
样品的X射线衍射图参见图1，与HA的标准衍射谱(JCPDS NO.74-0566)一致。图1说明产物纯度高，无其它杂质。
样品的透射电镜照片参见图2，合成的铕掺杂羟基磷灰石纳米棒宽为40-50nm，长为120-200nm，分散性良好。
样品在250nm激发下的发射光谱参见图3，样品在250nm紫外光激发下，可以观察到肉眼清晰可见的橙色荧光。
实施例2
称取1.7597g的氧化铕，之后加入30ml浓度为4mol/L的稀硝酸，加热条件下搅拌30分钟，完全溶解后，配成0.2mol/L的硝酸铕溶液。
称取1.584g磷酸氢二铵和1g十六烷基三甲基溴化铵加入到烧杯中，量取50ml的蒸馏水加入到烧杯中并溶解，用1mol/L的NaOH溶液将pH值调节至12，为溶液1。称取2.198g的无水氯化钙加入到另一烧杯中，加入25ml蒸馏水溶解，用移液管量取1ml的已配制的硝酸铕溶液加入到烧杯中，为溶液2。然后将溶液2缓慢滴加到持续搅拌溶液1中，将混合溶液加热到100℃，反应6小时。反应完成后，将悬浊液静置3小时，然后在抽滤过程中用蒸馏水和乙醇将沉淀物洗涤5次，在80℃条件下干燥10小时，即得到铕掺杂羟基磷灰石纳米棒。
实施例3
称取1.7597g的氧化铕，之后加入30ml浓度为4mol/L的稀硝酸，加热条件下搅拌30分钟，完全溶解后，配成0.2mol/L的硝酸铕溶液。
称取1.584g磷酸氢二铵和1g十六烷基三甲基溴化铵加入到烧杯中，量取50ml的蒸馏水加入到烧杯中并溶解，用1mol/L的NaOH溶液将pH值调节至12，为溶液1。称取1.998g的无水氯化钙加入到另一烧杯中，加入25ml蒸馏水溶解，用移液管量取10ml的已配制的硝酸铕溶液加入到烧杯中，为溶液2。然后将溶液2缓慢滴加到持续搅拌溶液1中，将混合溶液加热到100℃，反应6小时。反应完成后，将悬浊液静置3小时，然后在抽滤过程中用蒸馏水和乙醇将沉淀物洗涤10次，在80℃条件下干燥10小时，即得到铕掺杂羟基磷灰石纳米棒。
实施例4
称取1.584g磷酸氢二铵和1g十六烷基三甲基溴化铵加入到烧杯中，量取50ml的蒸馏水加入到烧杯中并溶解，用1mol/L的NaOH溶液将pH值调节至12，为溶液1。称取2.22g的无水氯化钙加入到另一烧杯中，加入30ml蒸馏水溶解，为溶液2。然后将溶液2缓慢滴加到持续搅拌溶液1中，将混合溶液加热到100℃，反应6小时。反应完成后，将悬浊液静置3小时，然后在抽滤过程中用蒸馏水和乙醇将沉淀物洗涤6次，在80℃条件下干燥10小时，即得到纯羟基磷灰石纳米棒。
以上实施例的说明只是帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明远离的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
Claims (2)
1.一种铕掺杂羟基磷灰石纳米棒的制备方法，步骤是：
(1)配制0.2mol/L的硝酸铕溶液，备用；
(2)按如下比例量制备溶液1，称取1.584g磷酸氢二铵和1g十六烷基三甲基溴化铵加入到烧杯中，量取50ml的蒸馏水加入到烧杯中并溶解，用1mol/L的NaOH溶液将其pH值调节至12；
(3)按如下比例量制备溶液2，称取1.998g～2.109g无水氯化钙加入到另一烧杯中，再加入25ml蒸馏水溶解，量取1～10ml的步骤（1）配制的硝酸铕溶液加入到烧杯中，混匀；
(4)将制备的溶液2缓慢滴加到持续搅拌的溶液1中，然后将混合溶液加热到100℃，反应6±1小时；
(5)反应完成后，将所得悬浊液静置3～5小时，然后在抽滤过程中用蒸馏水和乙醇将沉淀物洗涤5～10次，在80℃条件下干燥10～12小时，即得到铕掺杂羟基磷灰石纳米棒。
2.根据权利要求1所述铕掺杂羟基磷灰石纳米棒的制备方法，其特征在于：步骤(2)中所述的溶液中十六烷基三甲基溴化铵浓度是0.034mol/L。
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