[发明专利]一种多级结构草酸钙的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及医学、材料科学和工程学等领域，特别是无机微纳米材料和水处理环境化学领域。

背景技术

设计多级结构功能性材料，利用其独特精细的多级微纳结构促进其特定功能的充分发挥，吸引了包括化学、材料学、生物学和医学等众多学科的关注。近年来，越来越多的科研工作者希望通过低能、环境友好、简便有效的合成途径构建一些具有特定尺寸、特殊形貌和图案的高度有序的无机多级微纳结构材料，以期在药物输送、环境处理、催化、生物医学工程等领域有广泛应用。

草酸钙是一种天然的生物矿物，既是植物中各种有机组织的钙源提供者，又是人类结石的主要成分。有关草酸钙和它的结晶生长一直都是医学、材料科学和工程学等领域感兴趣的话题。

早期的研究表明在众多的有机基质中，蛋白质能有效地调控草酸钙的矿化过程，但是得到的均是单一结构的草酸钙，表面无精细的微纳结构。

发明内容

本发明的目的在于提供一种价格低廉、绿色环保的可高效吸附水中染料的多级结构草酸钙的制备方法。

本发明技术方案是：将CaCl₂水溶液与酪蛋白（casein）溶液混合后，调整混合溶液的pH值为6.5，在混合溶液的为25℃的条件下搅拌后加入Na₂C₂O₄水溶液，再经搅拌反应至反应结束，然后离心沉淀，得到沉淀物，再将沉淀物依次以去离子水和乙醇洗涤后干燥，得到多级结构草酸钙的粉末。

本发明采用简单的生物模板法构筑具有吸附性能的多级结构草酸钙的制备方法，方法操作简单、成本低、耗能低，制备得到的材料具有较大的比表面积，可用于吸附有机染料分子。这将拓展人类对仿生合成这个兴旺发展领域的认识，为合成具有特殊微纳结构的功能性材料提供了低能、环境友好、简便有效的合成途径，为环境处理、催化、药物输送、生物医学工程等领域提供了新的材料。该材料具有无毒、生物相容性良好、且有较高的渗透率、可以在药物输送、环境处理、催化、生物医学工程等领域具有广泛应用。

本发明所述CaCl₂水溶液中的CaCl₂的浓度为1 M。此浓度有利于后续对CaCl₂水溶液进行稀释操作，方便用移液枪准确量取CaCl₂母液体积，保证反应液中CaCl₂浓度的精确度。

所述Na₂C₂O₄水溶液中Na₂C₂O₄的浓度为5mM。此浓度有利于后续对Na₂C₂O₄水溶液的稀释操作，方便用移液枪准确量取Na₂C₂O₄母液体积，保证反应液中Na₂C₂O₄浓度的精确度。

配制Na₂C₂O₄水溶液的方法是：在40±1℃条件下，以去离子水和Na₂C₂O₄混合制备浓度为0.2M的Na₂C₂O₄水溶液，再以去离子水稀释至浓度为5mM的Na₂C₂O₄水溶液。由于草酸钠在室温的溶解度较低，为了提高实验效率，使草酸钠溶解速度增加，加热溶液温度至40±1℃，可快速得到均一稳定的Na₂C₂O₄水溶液。

为了防止酪蛋白在溶液中沉淀，提高酪蛋白的溶解性，本发明在搅拌条件下，将酪蛋白粉末溶解在温度为60℃、浓度为10^-2 M氢氧化钠水溶液中，配制成酪蛋白含量为10 g /L的酪蛋白溶液。