一種形狀規(guī)則的亞毫米級二水磷酸氫鈣晶體的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明的目的在于提供一種形狀規(guī)則的亞毫米級二水磷酸氫鈣晶體的制備方法，屬于陶瓷材料領(lǐng)域。本發(fā)明所涉及的制備方法主要通過以下步驟來實現(xiàn)：首先配制含L-谷氨酸、磷酸氫二鈉和氫氧化鈉的水溶液，室溫攪拌使其完全溶解后，再依次加入冰、L-精氨酸、尿素和硝酸鈣，隨后將攪拌均勻的混合溶液加入到一定量的丙酮中，37oC下反應(yīng)一段時間后冷卻至室溫，最后將反應(yīng)得到的產(chǎn)物過濾、洗滌并干燥，即制備得到二水磷酸氫鈣晶體。所得到的板狀二水磷酸氫鈣晶體的形狀規(guī)則，大小均勻，長20~500微米，寬5~200微米，厚1~10微米，可作為藥物稀釋劑、骨水泥添加劑和食品添加劑等使用。
【專利說明】一種形狀規(guī)則的亞毫米級二水磷酸氫鈣晶體的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種形狀規(guī)則的亞毫米級二水磷酸氫鈣晶體的制備方法，屬于陶瓷材料領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]二水磷酸氫鈣晶體作為食品、牙膏和骨水泥等添加劑有廣泛的用途，其制備方法包括酸堿中和法和晶體轉(zhuǎn)化法，即將鈣與磷前驅(qū)物溶液在酸性條件下混合后即生成二水磷酸氫鈣晶體，其中前驅(qū)體濃度、混合方式和反應(yīng)溫度等都對溶液中二水磷酸氫鈣的過飽和度和結(jié)晶行為都有影響，然而傳統(tǒng)方法難以調(diào)控二水磷酸氫鈣晶體的生核與長大過程，因為它的表面能數(shù)值小會導(dǎo)致晶體的生核速度非?？?，往往很難制備獲得大尺寸的二水磷酸氫鈣晶體。中國專利CN 101774561 A公開了一種利用DBT結(jié)晶器制備二水磷酸氫鈣晶體的方法，即在保證二水磷酸氫鈣低過飽和度的情況下不斷加入反應(yīng)前驅(qū)物溶液，使晶體的生核與長大過程分離開來，制備得到70微米大小的二水磷酸氫鈣晶體。而二水磷酸氫鈣晶體的大小、物相和形狀對其吸附和降解性能以及物相轉(zhuǎn)化過程有顯著影響，而調(diào)控二水磷酸氫鈣晶體大小方面的資料較少，尤其是獲得形狀規(guī)則、尺寸均勻的晶體的制備方法較少。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種形狀規(guī)則的亞毫米級二水磷酸氫鈣晶體的制備方法，制備得到尺寸均勻的板狀二水磷酸氫鈣晶體，通過改變反應(yīng)條件可調(diào)控晶體的大小:長20-500微米，寬5-200微米，厚I-10微米。
[0004]本發(fā)明的目的可通過以下步驟來實現(xiàn):` 步驟1.配制含L-谷氨酸、磷酸氫二鈉和氫氧化鈉的水溶液,室溫攪拌使其完全溶解后，再依次加入冰、L-精氨酸、尿素和硝酸鈣；
步驟2.將攪拌均勻的混合溶液加入到丙酮中，37°C下反應(yīng)后冷卻至室溫；
步驟3.將步驟2反應(yīng)得到的產(chǎn)物過濾、洗滌并干燥，制備得到二水磷酸氫鈣晶體。
[0005]在反應(yīng)過程中，通過改變L-精氨酸和丙酮的用量來調(diào)控二水磷酸氫鈣晶體的生核與長大行為，而加入冰后可以保障在37° C下反應(yīng)開始前溶液始終保持澄清。當(dāng)溶液質(zhì)量不大于60克時反應(yīng)在規(guī)格為50毫升的具塞比色管中進行，而當(dāng)溶液質(zhì)量大于60克小于140克時在規(guī)格為250暈升的玻璃燒杯中進行。
[0006]本發(fā)明的有益效果在于:
1.制備晶體所需的裝置簡易，水熱反應(yīng)溫度低，化學(xué)試劑廉價易得；
2.所選用的化學(xué)試劑安全、毒性小，對環(huán)境污染少；
3.所制備得到的晶體形狀規(guī)則、尺寸均勻，晶體大小可以通過改變反應(yīng)條件實現(xiàn)調(diào)控。【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]圖1是本發(fā)明實施例1制備的二水磷酸氫鈣晶體X射線粉末衍射圖。[0008]圖2是本發(fā)明實施例1制備的二水磷酸氫鈣晶體SM掃描電子顯微鏡照片。
[0009]圖3是本發(fā)明實施例2制備的二水磷酸氫鈣晶體SEM掃描電子顯微鏡照片。
[0010]圖4是本發(fā)明實施例3制備的二水磷酸氫鈣晶體SEM掃描電子顯微鏡照片。
[0011]圖5是本發(fā)明實施例4制備的二水磷酸氫鈣晶體SEM掃描電子顯微鏡照片。
[0012]圖6是本發(fā)明實施例5制備的二水磷酸氫鈣晶體SEM掃描電子顯微鏡照片。
【具體實施方式】[0013]實施例1
步驟1.配制含0.16摩爾每升L-谷氨酸、0.043摩爾每升磷酸氫二鈉和0.070摩爾每升氫氧化鈉的25克水溶液,室溫攪拌使其完全溶解后,加入20克冰，再依次加入L-精氨酸、尿素和硝酸鈣，使其濃度分別為0.026摩爾每升、0.056摩爾每升和0.026摩爾每升；步驟2.將攪拌均勻的混合溶液加入到規(guī)格為50毫升的具塞比色管中，37°C下反應(yīng)24小時后冷卻至室溫；
步驟3.將步驟2反應(yīng)得到的產(chǎn)物過濾、洗滌并干燥，制備得到二水磷酸氫鈣晶體。
[0014]產(chǎn)物經(jīng)X射線粉末衍射鑒定為二水磷酸氫鈣(見圖1)。SEM掃描電子顯微鏡檢測產(chǎn)品形貌(見圖2)。
[0015]實施例2
步驟1.配制含0.16摩爾每升L-谷氨酸、0.043摩爾每升磷酸氫二鈉和0.070摩爾每升氫氧化鈉的25克水溶液,室溫攪拌使其完全溶解后,加入20克冰，再依次加入L-精氨酸、尿素和硝酸鈣，使其濃度分別為0.026摩爾每升、0.056摩爾每升和0.026摩爾每升；步驟2.將攪拌均勻的混合溶液加入到規(guī)格為50毫升的具塞比色管中，37°C下反應(yīng)6小時后冷卻至室溫；
步驟3.將步驟2反應(yīng)得到的產(chǎn)物過濾、洗滌并干燥，制備得到二水磷酸氫鈣晶體。
[0016]SEM掃描電子顯微鏡檢測產(chǎn)品形貌(見圖3)。
[0017]實施例3
步驟1.配制含0.16摩爾每升L-谷氨酸、0.043摩爾每升磷酸氫二鈉和0.070摩爾每升氫氧化鈉的25克水溶液,室溫攪拌使其完全溶解后,加入20克冰，再依次加入L-精氨酸、尿素和硝酸鈣，使其濃度分別為0.038摩爾每升、0.056摩爾每升和0.026摩爾每升；步驟2.將攪拌均勻的混合溶液加入到規(guī)格為50毫升的具塞比色管中，37°C下反應(yīng)24小時后冷卻至室溫；
步驟3.將步驟2反應(yīng)得到的產(chǎn)物過濾、洗滌并干燥，制備得到二水磷酸氫鈣晶體。
[0018]SEM掃描電子顯微鏡檢測產(chǎn)品形貌(見圖4)。
[0019]實施例4
步驟1.配制含0.16摩爾每升L-谷氨酸、0.043摩爾每升磷酸氫二鈉和0.070摩爾每升氫氧化鈉的25克水溶液,室溫攪拌使其完全溶解后,加入20克冰，再依次加入L-精氨酸、尿素和硝酸鈣，使其濃度分別為0.026摩爾每升、0.056摩爾每升和0.026摩爾每升；步驟2.將攪拌均勻的混合溶液加入到含2.5克丙酮的規(guī)格為50毫升的具塞比色管中，37° C下反應(yīng)24小時后冷卻至室溫；
步驟3.將步驟2反應(yīng)得到的產(chǎn)物過濾、洗滌并干燥，制備得到二水磷酸氫鈣晶體。[0020]SEM掃描電子顯微鏡檢測產(chǎn)品形貌(見圖5)。
[0021]實施例5
步驟1.配制含0.16摩爾每升L-谷氨酸、0.043摩爾每升磷酸氫二鈉和0.070摩爾每升氫氧化鈉的25克水溶液,室溫攪拌使其完全溶解后,加入20克冰，再依次加入L-精氨酸、尿素和硝酸鈣，使其濃度分別為0.026摩爾每升、0.056摩爾每升和0.026摩爾每升；步驟2.將攪拌均勻的混合溶液加入到含90克丙酮的規(guī)格為250毫升的玻璃燒杯中，37° C下反應(yīng)24小時后冷卻至室溫；
步驟3.將步驟2反應(yīng)得到的產(chǎn)物過濾、洗滌并干燥，制備得到二水磷酸氫鈣晶體。
[0022]SEM掃描電子顯微鏡檢`測產(chǎn)品形貌(見圖6)。
【權(quán)利要求】
1.一種形狀規(guī)則的亞毫米級二水磷酸氫鈣晶體的制備方法，其特征是包括以下步驟: 步驟1.配制含L-谷氨酸、磷酸氫二鈉和氫氧化鈉的水溶液,室溫攪拌使其完全溶解后，再依次加入冰、L-精氨酸、尿素和硝酸鈣； 步驟2.將攪拌均勻的混合溶液倒入一定量的丙酮中，37°C下反應(yīng)后冷卻至室溫； 步驟3.將步驟2反應(yīng)得到的產(chǎn)物過濾、洗滌并干燥，制備得到二水磷酸氫鈣晶體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制法，其特征是:步驟I中L-谷氨酸、磷酸氫二鈉、氫氧化鈉在水溶液中的濃度分別為0.16摩爾每升L-谷氨酸、0.043摩爾每升磷酸氫二鈉和0.070摩爾每升，尿素和硝酸鈣的濃度分別為0.056摩爾每升和0.026摩爾每升。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制法，其特征是:步驟I中冰與水的質(zhì)量比為0.8:1。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制法，其特征是:步驟I中L-精氨酸的濃度為0.026摩爾每升-0.038摩爾每升。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制法，其特征是:步驟2中丙酮的重量與水和冰的總重量的比值范圍為0:1-2:1。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的 制法，其特征是:步驟2中37°C下反應(yīng)的時間為6-24小時。
【文檔編號】C01B25/32GK103449394SQ201310437381
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2013年9月24日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月24日
【發(fā)明者】李成峰, 葛筱璐, 李國昌, 白佳海, 丁銳 申請人:山東理工大學(xué)