[发明专利]一种生物兼容性碳纳米管/羟基磷灰石复合纸的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于纳米材料技术领域，涉及一种生物兼容性碳纳米管/羟基磷灰石复合纸制备方法。

背景技术

羟基磷灰石是一种天然矿物，也是脊椎动物骨骼和牙齿的主要无机成分，具有优良的生物相容性，环境友好，耐高温，不燃烧。通过水热法合成的羟基磷灰石超长纳米线制备而成的纳米绳及其织物，与传统的纸纤维相比，具有高柔韧，而且耐高温、耐腐蚀等特点，与传统的无机非金属材料如石棉和硅酸铝纤维等相比，羟基磷灰石具有更高的生物安全性，环境友好，不会造成环境污染和危害人体健康。碳纳米管具有特殊一维真空管状结构，导电性能良好。本发明所涉及的碳纳米管/羟基磷灰石复合结合了碳纳米管和羟基磷灰石超长纳米线的特点，对于在某些特殊领域，例如生物、电化学领域都具有一定的价值。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种生物兼容性碳纳米管/羟基磷灰石复合纸的制备方法，可以有效解决复合纸强度、柔韧性等问题，而且具有生物兼容、防火、防水、抗静电、电磁屏蔽及良好的导电性性能。

为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案来实现。

本发明所述的一种生物兼容性碳纳米管/羟基磷灰石复合纸的制备方法，包括如下步骤。

（1）碳纳米管/羟基磷灰石纳米线复合粉体合成。

在持续搅拌的情况下，将CaCl₂水溶液，NaOH水溶液和NaH₂PO₄·2H₂O水溶液分别滴加在含有碳纳米管的油酸和乙醇的混合溶液中。然后将所得混合物转移至100mL的聚四氟乙烯衬里的不锈钢高压反应釜中，在190℃密封条件下反应10-20小时。冷却至室温后，用乙醇和去离子水洗涤数次，即得到碳纳米管/羟基磷灰石纳米线复合粉体。

（2）复合纸的制备。

将碳纳米管/羟基磷灰石纳米线混合粉体分散在乙醇或水溶液中，将上述分散液混合剪切1h后用真空抽滤法制得碳纳米管/羟基磷灰石复合纸，30-80℃烘干箱中烘干。复合纸的厚度及导电性能通过调节碳纳米管和羟基磷灰石的比例和两者的总含量的确定。两种物质的混合物中，碳纳米管的含量控制在5-95%之间。

本发明提出了一种具有良好导电性能的生物兼容的复合纸的制备方法，克服了羟基磷灰石不能导电的缺点，本发明综合利用了碳纳米管的高强度、高导电、耐腐蚀、耐高温和羟基磷灰石具有的高强度、耐腐蚀、耐高温的特点，使得制备的碳纳米管/羟基磷灰石复合纸具有两者的特点，具备生物兼容、耐高温、耐腐蚀、高强度和导电性能优异等特性，可广泛用于生物组织支架、锂离子电池、氢燃料电池以及其他要求耐腐蚀耐高温的电导体领域。

具体实施方式

本发明将通过以下实施例作进一步说明。但本发明并不限于以下实施例。

实施例1。

羟基磷灰石纳米线的制备：将CaCl₂(0.220g)水溶液（20mL），NaOH(1.0g)水溶液（20mL）和NaH₂PO₄·2H₂O(0.28g)水溶液（10mL）分别滴加在含有碳纳米管的（1g）的油酸(12.0g)和乙醇（12.0g）的混合溶液中。然后将所得混合液转移至100mL的聚四氟乙烯衬里的不锈钢高压反应釜中，在180℃密封条件下反应20小时。冷却至室温后，用乙醇和去离子水洗涤数次，即得到羟基磷灰石纳米线的混合粉体。

碳纳米管/羟基磷灰石复合纸的制备：取1g上述制得的羟基磷灰石纳米线和碳纳米管的混合粉体加入在乙醇溶液中，剪切分散2h后用真空抽滤法制得碳纳米管/羟基磷灰石复合纸，60℃烘干箱中烘干。

实施例2。

羟基磷灰石纳米线的制备：将CaCl₂(0.220g)水溶液（20mL），NaOH(2.0g)水溶液（20mL）和NaH₂PO₄·2H₂O(0.28g)水溶液（10mL）分别滴加在含有碳纳米管的（3g）的油酸(12.0g)和乙醇（12.0g）的混合溶液中。然后将所得混合液转移至100mL的聚四氟乙烯衬里的不锈钢高压反应釜中，在180℃密封条件下反应20小时。冷却至室温后，用乙醇和去离子水洗涤数次，即得到羟基磷灰石纳米线和碳纳米管的混合粉体。

碳纳米管/羟基磷灰石复合纸的制备：取1g上述制得的羟基磷灰石纳米线和碳纳米管的混合粉体加入在水溶液中，剪切分散2h后用真空抽滤法制得碳纳米管/羟基磷灰石复合纸，60℃烘干箱中烘干。