[发明专利]一种三维球状二水磷酸氢钙纳米花的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种自组装的三维球状二水磷酸氢钙纳米花的制备方法。

背景技术

二水磷酸氢钙（CaHPO₄·2H₂O）作为钙磷灰石众多结晶体中的一种，具有良好的流动性、低吸湿性、价格便宜，在医药、组织工程、食品等行业中发挥着重要的作用。二水磷酸氢钙经常在病理钙化物（牙结石，结晶尿，软骨钙化及泌尿系结石）中被发现，且在骨矿化和珐琅的酸解（牙科侵蚀）中作为中间物被提及。在临床上，二水磷酸氢钙常用于制备磷酸钙骨水泥，也是牙齿再矿化的中间物；此外，它还可以用于阻燃剂，缓释肥料，以及食品、饲料和谷物中的钙补充物。

制备具有良好生物学性能的三维纳米层级结构材料是一个非常具有潜力的研究方向。这类材料比表面积高，空间负载位点丰富，能有效地增强固定化酶的稳定性，常被应用于蛋白质组学分析、生物燃料电池、组织工程等方面。

基于二水磷酸氢钙优异的生物学性能，若利用温和简易的反应过程，大批量制备出具有良好空间结构的三维层级纳米材料将具有良好的应用潜力，不仅能用于与蛋白质等生物高分子复合制备新型的骨水泥、骨修复支架等生物组织修复材料，还能用作绿色载体进行酶的固定化及相关催化反应。

发明内容

本发明的目的是提供一种自组装的三维球状二水磷酸氢钙纳米花的制备方法。

本发明的实现过程如下：

一种二水磷酸氢钙纳米花的制备方法，将硝酸钙和磷酸盐在醋酸水溶液中进行反应，经乙醇助沉淀制得三维球状的二水磷酸氢钙纳米花，纳米花的直径约为1μm～15μm。

所述磷酸盐选自磷酸钠、磷酸氢钠、磷酸二氢钠。

反应温度为10～60?C，具体可为10?C、25?C、40?C或60?C等；反应时间为24～72小时，具体可为24小时、30小时、48小时或72小时等。

所述醋酸溶液中醋酸与水的体积比为1:14～2:7。

所述硝酸钙与磷酸盐的摩尔比为1:1～3:2。

本发明的积极效果：本发明制备方法原料廉价易得，成本低，合成工艺简单易实现，产品质量稳定，工艺放大容易且重现性能好；本发明方法制备的球状纳米花可以与胶原蛋白、聚乳酸、壳聚糖等生物高分子材料复合，制备可降解的人工骨、骨水泥等生物组织修复材料；也可以用作功能性载体进行生物酶的固定化，该三维球状自组装的二水磷酸氢钙纳米花在生物材料与组织工程等相关领域有着良好的应用前景。

附图说明

图1是实施例1制备的二水磷酸氢钙纳米花的XRD图；

图2是实施例1制备的二水磷酸氢钙纳米花的SEM图；

图3是实施例1制备的单个二水磷酸氢钙纳米花的SEM图；

图4是实施例2制备的二水磷酸氢钙纳米花的SEM图；

图5是实施例6对比试验产物的XRD图：A）60℃，10h；B）25℃，10h；

图6是实施例6对比试验产物的TEM图：A）60℃，10h；B）25℃，10h；

图7是实施例7中二水磷酸氢钙纳米花固定漆酶的酶相对稳定性图。

具体实施方式

下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法；所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。

实施例1  二水磷酸氢钙纳米花的制备

将0.15M的硝酸钙水溶液7mL、0.15M的磷酸钠水溶液7mL、冰醋酸4mL置于玻璃烧杯中，搅拌均匀；将烧杯密封后，放入60?C恒温箱中静置30小时，打开密闭的烧杯，向其中加入过量的无水乙醇，离心得沉淀，用水和乙醇洗涤沉淀2 ～ 4次，40?C干燥10小时得产物粉末。经X射线粉末衍射鉴定产物为二水磷酸氢钙，如图1所示；通过扫描电镜检测显示产物粉末形貌为直径约15μm的球状纳米花，如图2和图3所示。

实施例2  二水磷酸氢钙纳米花的制备

将0.15M的硝酸钙水溶液7mL、0.15M的磷酸钠水溶液7mL、冰醋酸4mL置于玻璃烧杯中，搅拌均匀；将烧杯密封后放入25?C恒温箱中静置48小时，打开密闭的烧杯，向其中加入过量的无水乙醇，离心得沉淀，用水和乙醇洗涤沉淀2～4次，40?C干燥10小时得产物粉末。经X射线粉末衍射鉴定产物为二水磷酸氢钙；通过扫描电镜检测显示产物粉末形貌为直径约5μm的球状纳米花，如图4所示。

实施例3  二水磷酸氢钙纳米花的制备