微孔纳米羟基磷灰石的水热合成与结构表征

以Ca(NO3)2.4H2O,P2O5为原料,水-乙醇体系为溶剂,在碱性介质中,采用水热法合成微孔羟基磷灰石,并考察了水热温度、时间对晶体结构的影响。通过X-射线衍射(XRD)、红外光谱(FTIR)、热分析(TG/DTA)、透射电镜(TEM)等检测手段对HAP的晶相、化学组成和形貌进行了表征和分析,结果表明:160℃下水热8小时,可得到粒径为70×167nm的六方柱状微孔纳米HAP晶体,晶体表面孔径大约为1~2nm,孔密度大约为3×109个/cm2。     

原位合成羟基磷灰石/壳聚糖复合吸附剂及除氟特性研究

利用原位共沉淀法合成了羟基磷灰石/壳聚糖复合吸附剂,通过扫描电镜、X射线粉末衍射、红外光谱和N2吸附-脱附曲线,研究复合前后羟基磷灰石的理化特征变化。实验结果表明与壳聚糖复合后羟基磷灰石的晶型并没有改变,只是结晶度有所降低,且复合后表面形成了不规则的凹凸结构,表面粗糙度增加。比表面积从106.75m2/g增加到127.58m2/g。复合吸附剂孔径大部分集中在10~50nm,属于介孔结构。利用Langmuir和Freundlich吸附等温方程对实验数据进行了拟合,对比相关系数R2值,Langmuir模型能更好地描述该吸附过程。复合吸附剂对氟离子的吸附符合拟二级反应动力学方程。计算了吸附热力学和动力学参数值,探讨了复合吸附剂对氟离子的吸附机理。ΔG0<0、ΔH0>0和ΔS0>0,说明复合吸附剂对氟离子的吸附是自发的、吸热的熵增过程,温度升高有利于吸附。吸附活化能(Ea)=15.03kJ·mol-1,迁移能(E)=7.639kJ·mol-1,说明该吸附过程以物理吸附为主。     

含硅羟基磷灰石的水热合成与结构表征

以Ca(NO₃)₂、(NH₄)₃PO₄、Si(OCH₂CH₃)₄(TEOS)为原料，在200 ℃下水热处理8 h制得含硅羟基磷灰石(Si-HA)粉体。通过X-射线荧光光谱(XRF)、X-射线衍射(XRD)、红外光谱(FTIR)、透射电镜(TEM)、差示扫描量热仪(DSC)对Si-HA的晶相、化学组成、形貌和热稳定性进行了分析。结果表     

化学-物理法制备聚乙烯醇/壳聚糖/纳米羟基磷灰石复合水凝胶及其性能

采用化学-物理交联法制备了聚乙烯醇/壳聚糖/纳米羟基磷灰石(PVA/CS/n-HA)复合水凝胶材料。通过对比其含水率、拉伸强度、红外光谱和TG谱图,探讨了PVA含量及戊二醛加入量对材料性能的影响。结果表明,m(PVA)∶m(CS+n-HA)=5∶1,戊二醛质量分数为2%时,复合水凝胶材料具有较好的综合性能:含水率为82.0%、拉伸强度为2.14 MPa、断裂伸长率为343.26%;同步热分析表明,25~140℃,仅存在水分的蒸发,直至360℃材料才发生分解,说明材料的热稳定性良好;红外分析表明,CS与戊二醛发生了交联反应。     

纤维素调控合成羟基磷灰石纳米带

本文通过氨水扩散共沉淀法,在可溶纤维素的调控作用下制备得到了纳米带状羟基磷灰石。在120℃下加热回流高浓度氯化钙溶液和纤维素,作为后续合成羟基磷灰石的原料溶液。随后将磷酸二氢钠溶液加入到含有溶解纤维素和Ca2+离子原料溶液中,通过氨水扩散来提高溶液的pH值,从而引发羟基磷灰石从溶液中析出,反应一段时间后,收集析出样品。对照实验样品在不加纤维素条件下反应收集得到。通过扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、原子力显微镜(AFM)、傅立叶变换红外仪(FT-IR)和X射线衍射仪(XRD)分析了纤维素对HA晶体形貌和晶体结构的影响。结果显示,实验合成了超薄纳米带状羟基磷灰石晶体,该晶体的合成可能是因为纤维素分子杂化到了HA的晶体中。     

原位复合法制备层状结构的壳聚糖/羟基磷灰石纳米材料

用原位复合法制备了高性能的壳聚糖/羟基磷灰石(CS/HA)纳米复合材料.用预先沉积的壳聚糖膜将含有羟基磷灰石前驱体的壳聚糖溶液与凝固液隔离,同时控制壳聚糖沉积与羟基磷灰石前驱体转化为羟基磷灰石的过程,使其缓慢且有序地进行.当pH值改变时,质子化的壳聚糖分子链在负电层诱导下有序沉积并形成层状结构与羟基磷灰石原位生成CS/HA,并实现二者分子级复合.XRD和TEM测试证实原位生成的磷酸盐是羟基磷灰石,且其颗粒长约为100nm,宽30～50nm.SEM结果表明,用原位复合法制备的材料具有层状结构,CS/HA(质量比100/5)纳米复合材料弯曲强度高达86MPa,比松质骨的高3～4倍,相当于密质骨的1/2,有望用于可承重部位的组织修复材料.     

水热合成微孔纳米羟基磷灰石

以Ca(NO3)2·4H2O、P2O5为原料,水-乙醇为溶剂,在碱性介质中,采用水热法合成微孔纳米羟基磷灰石晶体(HAP),研究了水-乙醇的体积比对产物组成、晶体结构的影响. 利用X射线衍射(XRD)、红外光谱(FTIR)、热分析(TG/DTA)、透射电镜(TEM)等检测技术对HAP的晶相、化学组成和形貌进行了表征和分析. 结果表明,当V(水):V(乙醇)=1:1时,可得到晶体发育完整、晶体表面孔洞分布均匀(孔密度约为3×109个/cm2)和孔径约为1～2 nm的六方柱状纳米羟基磷灰石晶体(60 nm×100 nm).     

化学-物理法制备聚乙烯醇/壳聚糖/纳米羟基磷灰石复合水凝胶及其性能

采用化学 物理交联法制备了聚乙烯醇/壳聚糖/纳米羟基磷灰石（PVA/CS/n-HA）复合水凝胶材料。 通过对比其含水率、拉伸强度、红外光谱和TG谱图,探讨了PVA含量及戊二醛加入量对材料性能的影响。 结果表明,m(PVA)∶m（CS+n-HA）=5∶1,戊二醛质量分数为2%时,复合水凝胶材料具有较好的综合性能：含水率为82.0%、拉伸强度为2.14 MPa、断裂伸长率为343.26%;同步热分析表明,25~140 ℃,仅存在水分的蒸发,直至360 ℃材料才发生分解,说明材料的热稳定性良好;红外分析表明,CS与戊二醛发生了交联反应。     

不同条件下合成的纳米羟基磷灰石晶体的性能研究

用磷酸钠和硝酸钙为原料,在8种不同条件下制备了纳米羟基磷灰石(n-HA)晶体,研究了不同条件下制备的n-HA晶体的形态、组成、Ca/P摩尔比和结晶度。运用透射电镜((TEM)、红外光谱(IR)和X射线衍射(XRD)分析和表征了不同条件下得到的纳米羟基磷石灰晶体的形貌、组成和结晶度。用化学方法分析了纳米羟基磷灰石晶体的Ca/P摩尔比。结果表明,不同条件下合成的纳米磷灰石晶体均为含有HPO42-和CO32-的弱结晶结构,与自然骨磷灰石类似。     

银掺杂纳米羟基磷灰石抗菌粉体的水热合成及结构表征

采用水热法,以硝酸钙(Ca(NO3)2 4H2O)、硝酸银(AgNO3)和磷酸氢二铵((NH4)2HPO4)为主要原料,制备纳米级银掺杂羟基磷灰石(Ag-HA)抗菌粉体.考察了硝酸银加入量、反应温度、反应时间对产物结构和形貌的影响.XRD分析结果显示Ag-HA与HA具有相同的晶体结构.EDS和XRF分析结果说明Ag+取代Ca2+在HA晶体中的位置,生成AgxCa10-x(PO4)6(OH)2.抗菌试验结果表明,所制备的Ag-HA抗菌粉体具有良好的抗菌性能,最小抑菌浓度MIC值≤50μg/mL(对大肠杆菌、黄色葡萄球菌).     

新型介孔羟基磷灰石/壳聚糖-万古霉素药物释放系统复合材料的制备及体外抗菌和成骨能力

采用冷冻干燥法合成了介孔羟基磷灰石(HA)/壳聚糖(CS)-万古霉素(VCM)药物释放系统复合材料, 利用SEM, XRD和FTIR等方法对材料进行了表征. 结果证实CS与HA混合复合材料具有良好的孔径和孔隙率, 万古霉素吸附于复合材料的表面和内部. 细胞毒性实验[噻唑蓝(MTT)比色法]结果表明, 材料可以促进成骨细胞增殖且具有良好的细胞相容性. 体外抑菌实验结果证实此材料可长时间抑制耐甲氧西林金葡菌(MRSA)的生长, 具有良好的抑菌和杀菌能力. 细胞黏附实验结果表明, 成骨细胞附着于材料表面增殖并通过孔道延伸. 实时聚合酶链式反应(RT-PCR)实验结果表明, 在成骨相关标志产物胶原蛋白-1(COL-1)及骨形态发生蛋白-2(BMP-2)基因上均有较高的表达, 表明材料在体外可以促进成骨细胞生长, 具有良好的成骨能力.     

脉冲电化学驱动壳聚糖原位调控制备羟基磷灰石/银复合涂层

采用脉冲电化学驱动壳聚糖原位调控制备了具有抗菌性的羟基磷灰石/银纳米复合涂层.考察了电解液中银离子浓度、钙磷盐浓度等对复合涂层的形貌及成分的影响.探讨了壳聚糖调控羟基磷灰石和银纳米粒子的形成机理,发现在本研究的较佳实验条件为电位-1.3 V,Ag~+浓度为0.06 g·L~(-1),Ca~(2+)浓度为5 mmol·L~(-1).在此基础上对复合涂层的生物活性、生理稳定性能、抗菌性能进行分析.结果表明:复合涂层呈纳米球状,由羟基磷灰石、银、壳聚糖三相组成,并且表面有一层壳聚糖覆盖.银纳米粒子和羟基磷灰石纳米粒子在复合涂层中均匀分布.将复合涂层浸泡在SCPS溶液中37°C浸泡矿化10天后,在复合涂层表面生产细针状排列整齐的羟基磷灰石,且在(002)晶面25.8°处发生显著择优生长,表明复合涂层在快速矿化液中能诱导磷灰石生成,生物活性好.将复合涂层浸泡在37°C PBS溶液中考察其生理稳定性,壳聚糖对复合涂层中Ca~(2+)和Ag~+实现双重离子释放,且降低了离子释放速度,涂层具有良好的生理稳定性.抗菌实验表明复合涂层对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌抗菌率达到99%以上,抗菌能力强.     

Novel Method to Graft Chitosan on the Surface of Hydroxyapatite Nanoparticles via ＂Click＂ Reaction

In order to tune the surface properties of hydroxyapatite（HA） nanoparticles and prevent them from ag- gregation, an efficient method was proposed to graft chitosan（CS） molecules on the surface of HA via ＂click＂ reac- tion. Thermal gravimetric analysis（TGA） shows that CS was successfully grafted on the surface of HA nanoparticles and the grafting amount was about 8.9 g of CS on per hundred grams of HA. The grafted chitosan chains can prevent HA nanoparticles from aggregation and greatly enhance the colloidal stability of HA in water. The 3-（4,5-dimethylthiazoyl-2-yl）-2,5-diphenyltetrazolium bromide（MTT） assay demonstrats that the cytotoxicity of CS modified HA（HA-CS） is negligible and thus HA-CS may find potential application in biomedical fields.     

Eu3+掺杂纳米羟基磷灰石生物荧光探针的制备、性能与表征

以Ca(NO3)2·4H2O,Eu2O3和(NH4)2HPO4为原料,采用反相微乳液-水热法制备出Eu3+掺杂羟基磷灰石纳米粒子.通过对产物纳米粒子的荧光光谱,TEM、XRD等测试分析,重点考察了Eu3+掺杂量对产物纳米结构和荧光性能的影响,并对荧光性能随其形貌变化的关系等进行了简要讨论.     

单斜层状结构锂离子电池正极材料LiYxMn1-xO2的合成及电化学性能

以Na2CO3 、(CH3CO2)2Mn•4H2O、Y2O3和CH3COOLi•2H2O为原料,采用高温固相法经过2次灼烧和水热离子交换法得到一系列钇掺杂的LiMn1-xYxO2 (x=0.01,0.02,0.03,0.05) 化合物。通过XRD、XPS、循环伏安及恒电流充放电测试,研究了钇掺杂离子对合成正极材料结构及电化学性能的影响。X射线衍射测试结果表明,所得产物均具有单斜层状结构。循环伏安及恒电流充放电测试结果表明,合适的钇掺杂可以起到扩展锂离子脱嵌通道和稳定骨架结构的作用, 钇离子的引入可以部分取代原有的三价锰离子, 由于钇离子的离子半径较三价锰离子大, 因此稀土掺杂锰酸锂材料的晶胞参数比未掺杂材料大, 在一定程度上扩充了锂离子迁移的三维通道, 更有利于锂离子的嵌入与脱嵌,提高单斜层状LiMnO2 材料的电化学循环可逆性及循环稳定性。通过对所得化合物进行了钇掺杂量及电化学性能的研究,得到性能比较优良的LiY0.021Mn0.979O2化合物,其首次放电比容量为125.7 mA·h/g,100次循环以后,放电比容量达212.1 mA·h/g,远高于未掺杂材料的放电容量138 mA·h/g。交流阻抗测试结果表明, Y3+的掺入能降低材料的电化学反应阻抗和提高材料中Li+的扩散能力。     

肝靶向甘草次酸修饰的壳聚糖纳米粒子的合成和表征

合成了修饰甘草次酸的壳聚糖(GA-CTS), 采用离子交联法制备了GA-CTS纳米粒子. 该材料可能具有肝细胞主动靶向作用, 为进一步的肝靶向药物控释的研究奠定了基础.     

Synthesis and Characterization of Water Soluble Carboxymethyl Chitosan Grafted with Glycidyl Methacrylate

Carboxymethyl chitosan grafted with glycidyl methacrylate was synthesized by the reaction of carboxymethyl chitosan (CSCM) which was prepared from chitosan first and glycidyl methacrylate. The product has been characterized by Fourier transform infrared spectrum (FT-IR), X-ray diffraction (XRD), proton nuclear magnetic resonance (¹H-NMR), solid ¹³carbon nuclear magnetic resonance (Solid ¹³C-NMR), ¹³carbon nuclear magnetic resonance (¹³C-NMR), and chemical analysis, which had different thermal properties from chitosan.     

热塑性甲壳素衍生物N,O-苄基壳聚糖的合成及表征

天然高分子的热塑化一直引起人们的极大关注．由于存在大量的分子内和分子间氢键,一般天然高分子都不能加热塑化,从而限制了其应用．纤维素和淀粉的热塑化改性已有了许多研究．典型的热塑性纤维素衍生物有乙基纤维素、醋酸纤维素和经丙基纤维素等[1,2],有些纤维素衍生物还具有热致液晶性．淀粉的某些衍生物也已有热塑性[3]．在分子结构上,甲壳素／壳聚糖比纤维素或淀粉多了乙酰氨基和氨基,更易形成氢键,分子间作用力更强．迄今,国内外已报道了大量甲壳素／壳聚糖衍生物,但均无热塑性．我们曾合成具有热塑性的氰乙基经丙基壳聚糖,但熔点与分解温度之间只有27℃E4J．热塑性甲壳素的研究不仅为甲壳素的加工利用开辟了新途径,而且也将为热致性甲壳素液晶的研究奠定基础,从而进一步丰富和深化目前以纤维素衍生物为主的热致胆舀液晶研究[5,6]．为此,本文研究了一种新的热塑性甲壳素衍生物,并从结构上讨论了其具有热塑性的原因．