羟基磷灰石相关复合材料的研究进展
2021-07-05范云辉王世革黄明贤
广州化学 2021年3期
关键词:复合材料
范云辉,王世革,黄明贤*
(上海理工大学 理学院,上海 200093)
对羟基磷灰石(HAp)材料的研究已经进行了半个多世纪,其作为动物骨骼的无机组分,是重要的生物材料。近年来,随着纳米科学的不断发展,合成的纳米HAp的应用范围越来越广。有关HAp的综述报道,主要是涉及不同的制备方法(包括固态法[1-2]、传统的化学沉淀法[3-4]、溶胶凝胶法[5-6]、水热法[7-8]、模板法[9-10]等)的总结[11],HAp纳米材料作为骨和牙齿替代物的应用,以及药物输送和癌症治疗方面的研究[12-15]。
可以发现,关于HAp复合材料及其在分离纯化中应用的报道较少。因此,本文对HAp相关复合材料的结构设计和在环境中作为分离纯化材料的最新进展进行了简单的归纳总结。
1 概述
HAp作为脊椎动物牙齿和骨骼中的主要无机成分,在生物陶瓷领域引起了广泛关注。HAp属于磷酸钙,是磷灰石中的一种。磷灰石的一般结构式可以表示为M10(ZO4)6X2,这里M,ZO4和X可以分别被替换成下列离子[16-17]:

HAp的分子式为Ca10(PO4)6(OH)2,其中Ca/P的摩尔比为1.67,是磷酸钙家族中最稳定的晶体类型。其属于P63/m的空间群,通常为六边形柱状[18]。如图1所示,晶体沿c轴生长,主要由两种平面类型组成。一种是沿着c轴生长的两个平面,标记为a面,带足够的正电荷,称为C位点。另一种平面是由另外六个面组成,称为c面。c面富含磷酸根离子和氢氧根离子,呈现负电性,被称为P位点。HAp晶体在脊椎动物骨骼中呈棒状,沿c轴生长,而在釉质中呈板状,沿a(b)轴生长。此外,从单位晶胞结构可以看出,HAp中存在两种不同的钙离子,分别记为Ca1和Ca2。……
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