南京先欧仪器制造有限公司

微波超声波组合反应系统合成碳酸化羟基磷灰石纳米粉体

微波超声波组合反应系统

通过微波超声波组合反应系统辅助处理,合成了碳酸羟基磷灰石(CHAp)纳米粉体。经过微波和超声波辐照后的碳酸化羟基磷灰石,在结晶度、形态、收益率、钙磷摩尔比、特定表面面积和分散性等方面,相比传统沉淀方法均有很大提高。结果表明,微波超声波辅助处理可有力地提高合成效率。在5分钟的短时间内,结晶完好的纳米粉体的产率达到98.8%。此外结晶过程随超声波和微波的功率提升和微波超声波辐照时间延长而提升。超声波辅助反应还可以显著增强了产品的特定表面积和分散性。这些结果表明,经过微波超声波组合反应系统辅助处理合成碳酸化羟基磷灰石纳米粉体是高效率的有效方式。
 
羟基磷灰石(Ca10(PO4)6(OH)2,HAp),主要无机成分为磷酸三钙矿物,用于构成人体骨骼和牙齿,具有优秀的生物相容性、传导性和诱导成骨能力,被广泛应用于医疗和牙科。到目前为止,已经有很多合成纳米羟基磷灰石的方法,如化学沉淀法、溶胶-凝胶法、均匀沉淀法、微乳液技术、前体转化、水热处理等,然而这些方法通常耗时很长。为了克服这一缺点,人们开始尝试尝试将微波和超声波用于羟基磷灰石纳米粉体的合成上。微波照射辅助合成结果中的纳米材料生产纯度高、均匀形核窄粒子分布。超声波合成是另一种快速合成方法,其空化作用可以合成很多纳米级的材料。
 
最近结合超声波与微波两种技术的仪器,尤其是可以进行微波超声波同时辐照的微波超声波组合反应系统,开始用于制备纳米功能材料。一些研究已经表明微波超声波组合具有很大的潜力,提供了一种可行且高效的材料合成方式。如酰肼的合成,微波超声波同步辐照合成可以克服酯类惰性,结果相比超声波或微波单独反应时间显著缩短。此外微波超声波组合反应系统还用于合成单晶体CdS纳米材料,可生成复杂三维纳米结构且结晶度高。微波超声波协同效应被认为是其三维结构的成因。超声波和微波的串联辐照已被用于合成纳米结构的羟基磷灰石颗粒,其结果颗粒大小均匀。该方案采用超声波辐照2小时,由此产生的浆料再经过微波辐照热处理直至产生白色聚集物。然而就我们所知,还未有关于微波超声波组合辐照下结晶完好的HAp的合成报告。
 
因此我们的工作就是采用超声波辅助下的微波合成工艺,使用Ca(NO3)2和(NH4)2HPO4为原料,合成羟基磷灰石纳米粉体。相比传统的沉淀方法,以及单独的超声波、微波照射,微波超声波协同效应对HAp纳米特性,如结晶度、形态、产量、钙磷摩尔比、表面积和分散性等方面均具有很大优势。
 
摘译自中科院上海硅酸研究所论文《Ultrafast synthesis and characterization of carbonated hydroxyapatite nanopowders viasonochemistry-assisted microwave process》,作者Zhaoyong Zou、Kaili Lin、Lei Chen、Jiang Chang。研究所用微波超声波组合反应系统为南京先欧仪器制造有限公司生产。

点击次数:1581  更新时间:2018-1-16 【打印此页】 【关闭