羥基磷灰石復(fù)合材料的制備、表征及應(yīng)用研究.pdf

1、羥基磷灰石是人體骨骼中主要的無(wú)機(jī)成分，具有良好的生物特性，同時(shí)其特殊的晶體結(jié)構(gòu)還使其具有良好的吸附特性。將羥基磷灰石與殼聚糖材料二者復(fù)合后能有效改善其固有的生物學(xué)及力學(xué)性能，也是目前生物材料研究的熱點(diǎn)之一。鍶是人體骨骼中必需的元素，具有防齲和增強(qiáng)骨強(qiáng)度的作用。研究發(fā)現(xiàn)，含鍶的羥基磷灰石能夠提高羥基磷灰石的降解性、生物相容性、骨引導(dǎo)性和骨融合性。明膠是人體骨骼中的膠原的水解產(chǎn)物，因此與人體有很好的親和性，因此研究摻鍶羥基磷灰石和明膠復(fù)合同

2、樣具有重要研究意義。并且，由于稀土離子與羥基磷灰石中鈣離子的半徑相當(dāng)，因此研究作為熒光探針摻鋱的羥基磷灰石具有潛在的應(yīng)用價(jià)值。因此具有重要研究意義。此外，與HAp有相同的晶體化學(xué)特性的碳羥基磷灰石（CHAp）對(duì)制革廢水中六價(jià)鉻的吸附性能研究也備受關(guān)注。針對(duì)以上這些問(wèn)題，本文進(jìn)行了一系列研究工作。
　　采用原位沉析法在殼聚糖凝膠中合成了羥基磷灰石，結(jié)果表明，合成的羥基磷灰石為弱結(jié)晶態(tài)，隨著濃度的升高，有利于HAp晶體沿（002）面生

3、長(zhǎng)。摻雜聚乳酸纖維后的復(fù)合材料可以在一定程度上促進(jìn)HAp晶體的轉(zhuǎn)化和生成。當(dāng)纖維摻雜量為2wt％時(shí)在基體內(nèi)分布較為均勻，且具有良好的界面配合，有利于復(fù)合材料的力學(xué)性能增強(qiáng)。正交試驗(yàn)結(jié)果表明：復(fù)合物的抗折強(qiáng)度隨著羥基磷灰石含量的增加變化較小，而彎曲模量會(huì)產(chǎn)生小幅度的提升；隨著纖維質(zhì)量分?jǐn)?shù)的提高，材料的抗折強(qiáng)度和彎曲模量均在2wt%纖維含量時(shí)出現(xiàn)最高值。利用極差分析得出各影響因素對(duì)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料綜合力學(xué)性能影響強(qiáng)弱次序?yàn)椋壕廴樗崂w維含量＞

4、聚乳酸纖維長(zhǎng)度＞羥基磷灰石加入量。
　　采用共沉淀法合成了摻鍶羥基磷灰石，通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究最終確定其最佳反應(yīng)溫度為70℃，反應(yīng)時(shí)間為8小時(shí)。同時(shí)，合成的羥基磷灰石晶體顆粒的尺寸與人體骨骼的羥基磷灰石尺寸大小相似，且為針狀形貌，長(zhǎng)為40nm，寬為20nm。在摻鍶羥基磷灰石的基礎(chǔ)上進(jìn)一步合成了摻鍶羥基磷灰石/明膠復(fù)合材料，實(shí)驗(yàn)表明，加入戊二醛的量為9.0ml時(shí)，試樣的強(qiáng)度達(dá)到43MPa。對(duì)合成試樣的降解性和模擬體液浸泡實(shí)驗(yàn)表明，合成的摻鍶

5、羥基磷灰石/明膠復(fù)合材料具有一定的降解性和生物活性。
　　采用高溫熔融法和化學(xué)沉淀法制備了具有較強(qiáng)熒光強(qiáng)度的稀土摻雜羥基磷灰石熒光材料，為羥基磷灰石進(jìn)一步作為生物熒光材料打下了良好的基礎(chǔ)。分析結(jié)果表明，隨著Tb3+含量的增加，稀土摻雜羥基磷灰石熒光材料發(fā)生了濃度猝滅，這主要是由于Tb3+的交叉弛豫引起的。
　　利用沉淀法制備了不同CO32-含量的CHAp，隨著CHAp中CO32-含量的增加，其晶粒尺寸及長(zhǎng)徑比隨之變小，而結(jié)晶

6、度、穩(wěn)定性和分散溫度隨之降低。吸附研究表明，CHAp作為新型吸附劑，對(duì)Cr6+有較高的吸附去除作用。常溫下5g/L的CHAp（CO32-含量為5.14%）在pH值為5左右，吸附時(shí)間為30min時(shí)，對(duì)溶液中Cr6+的去除率最高為94.16%。隨著CO32-含量的增加，CHAp對(duì)Cr6+的吸附效果增強(qiáng)。吸附熱力學(xué)分析表明，CHAp吸附Cr6+的反應(yīng)屬于自發(fā)的吸熱反應(yīng)，溫度升高對(duì)吸附反應(yīng)有利。吸附動(dòng)力學(xué)分析表明，CHAp吸附Cr6+的過(guò)程是一

7、個(gè)化學(xué)吸附過(guò)程，基本符合Langmuir和Freundlich兩種等溫吸附模型。對(duì)水中Cr6+的吸附實(shí)驗(yàn)表明，用CHAp分別處理廢鉻液和制革廢水，都可以達(dá)到很好的吸附去除效果。廢鉻液不用pH值調(diào)節(jié)，常溫下20g/L的CHAp對(duì)其中Cr6+的去除率最高可達(dá)99.73%；制革總污水需要調(diào)節(jié)pH值，常溫下6g/L的CHAp對(duì)其中Cr6+的去除率最高可達(dá)99.24%。再生實(shí)驗(yàn)表明，CHAp的再生性強(qiáng)，解吸附容易，可循環(huán)利用，解吸附后的Cr6+，