CO32-掺杂纳米羟基磷灰石晶体的合成与表征

CO32-掺杂是提高纳米羟基磷灰石(n-HA)生物活性的有效方法之一。以Ca(NO3)2·4H2O和Na3PO4·12H2O为主要原料,Na2CO3作为CO2-3来源,合成纳米碳羟基磷灰石(n-CHA)晶体。采用TEM,XRD,FTIR,RS对合成晶体形貌和结构进行表征。结果表明:合成的n-HA晶体长度约为60~80nm,宽度在20~30nm之间,形状为针状,具有良好的结晶度,与自然骨磷灰石形貌相似;n-CHA晶体随CO2-3掺入量的增加,结晶度降低;合成的n-CHA晶体的晶胞参数a值随着CO2-3加入量的增大不断收缩,但c值增大,参数比c/a值增大,符合B型取代(取代PO3-4)的晶胞参数变化规律。红外谱图中,872cm-1附近出现AB混合型取代(同时取代OH-,PO3-4)的CO2-3面外弯曲振动特征红外峰,同时CO2-3的不对称伸缩振动红外峰在1 454和1 420cm-1附近出现分裂峰,1 540cm-1附近出现弱CO2-3峰;1 122cm-1附近出现CO2-3对称伸缩振动拉曼峰,1 071cm-1附近出现CO2-3的B型替代特征拉曼峰,通过计算PO3-4,CO2-3,OH-拉曼峰的积分面积比PO3-4/CO2-3,OH-/CO23,PO3-4/OH-,表明CO2-3在替换时,先以B型为主,随着CO2-3掺入量的增加,发生A型替代(取代OH-)。实验结果表明,合成的磷灰石晶体为B型取代(取代PO3-4)为主的AB混合型取代的n-CHA。与人骨磷灰石晶体在形态、尺寸、晶体结构和生长方式上具有相似性,可称为类骨磷灰石。