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骨组织工程研究发现，羟基磷灰石与天然骨组织在化学成分和结构上有很大相似性，而纳米级的羟基磷灰石在材料的机械强度、细胞亲和性及体内降解速率等方面比普通羟基磷灰石有明显优势。
另外，在成骨分化的晚期，成骨细胞分泌大量胞外基质并发生矿化，其中的产物就有纳米级的羟基磷灰石。
已有研究显示，纳米羟基磷灰石颗粒与细胞具有良好的相容性，对一些细胞具有生物学促进作用。
因此，在静电纺丝液中加入羟基磷灰石制备纳米纤维膜，研究其对成骨细胞的影响。
羟基磷灰石的制备及其性能研究
羟基磷灰石(HAP)具有特有的吸附结构和独特的多吸附位点,有望在处理有毒有害废水和受污染土壤等方面获得应用。
本论文采用水热合成法合成了5种羟基磷灰石并比较了各类羟基磷灰石吸附氟离子的效果,得到如下主要结果：1.采用水热合成法制备了一系列羟基磷灰石样品,研究了合成相关的影响因素,结果表明水热合成法的最佳温度为120℃,最佳pH为9,获得氟、钾、镁、镁钾共掺羟基磷灰石多个样品,不同的掺杂物对羟基磷灰石的晶型结构造成了不同程度的畸变；2.优化了吸附工艺条件,上述样品对氟离子吸附过程中25℃时吸附达到最大,吸附平衡的时间2小时,羟基磷灰石最佳加量为10g/L,F-离子的初始浓度为
5Omg/L,酸碱度为近中性；3.对比分析了5个不同类型羟基磷灰石样品的氟离子吸附性能,镁钾共掺的羟基磷灰石样品具有较好的氟离子吸附性能,8小时氟离
子吸附量高达480mg/g。
从动力学和热力学方面探究了其吸附机理,羟基磷灰石对氟离子的吸附符合拟二级反应动力学过程和Freundlich吸附等温方程,该吸附是一个吸热过程,氟吸附在羟基磷灰石表面使得羟基磷灰石发生了结构的变化,整个体系的混乱度增加。
羟基磷灰石光电化学全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：羟基磷灰石具有良好的光电性能。
由于其独特的晶体结构和化学成分，羟基磷灰石在光电化学领域表现出优异的光电转换效率和稳定性。
研究表明，将羟基磷灰石修饰到光电极表面可以有效提高光电转换效率，实现光催化水分解等重要反应。
羟基磷灰石还具有较宽的光谱响应范围和可调控的光学性能，为其在光电化学领域的应用提供了广阔的空间。
羟基磷灰石具有良好的化学稳定性和生物相容性。
由于其在生物体内存在的普遍性和生物相容性，羟基磷灰石被广泛应用于生物医学领域。
其在光电化学领域的应用也受到了强烈的关注。
羟基磷灰石可以作为光电极的修饰材料，实现光电催化反应的高效进行，为新能源材料的设计和制备提供了新的途径。
羟基磷灰石还具有良好的可控性和多功能性。
通过对其结构和性能的精确调控，可以实现羟基磷灰石的可控合成和结构设计，进而实现其在光电化学领域的精确应用。
未来，随着科学技术的不断发展和创新，羟基磷灰石在光电化学领域的研究和应用将迎来新的突破和进展。
第二篇示例：羟基磷灰石（Hydroxyapatite，简称HA）是一种广泛应用于生物医学领域的无机化合物，由磷酸根、氢氧根和钙等元素组成，具有良好的生物相容性和生物活性。
近年来，羟基磷灰石在光电化学领域的应用逐渐受到重视，其在光电转换和光催化等方面展现了巨大的潜力。
在光电转换领域，羟基磷灰石被广泛应用于太阳能电池、光催化剂等方面。
羟基磷灰石具有较宽的光吸收范围和可调节的光电特性，可以在不同波长范围内有效吸收光能并产生电子激发态，实现光生电子转移反应。
通过修饰表面结构和调控能带结构，可以提高羟基磷灰石的光电转换效率和稳定性，进一步推动太阳能光电转换技术的发展。
在光生物传感领域，羟基磷灰石可以通过表面修饰和功能化处理实现对生物分子的特异性识别和检测。
利用羟基磷灰石在光激发条件下产生的电子传递过程，可以实现对生物分子浓度、质量和活性的无损检测，为生物医学诊断和药物筛选提供了新的思路和方法。
羟基磷灰石的制备与应用孙镇镇/文【摘要】羟基磷灰石是自然界中生物骨组织的构成要素，其微孔是由天然孔道结构形成，具有较强的表面吸附性和离子交换性，是一种具有良好应用前景的无机生物矿物材料，在生物医用材料、环境功能材料、湿敏半导体材料、催化剂载体以及抗菌功能材料等方面都有广泛的应用。
本文首先简单介绍了羟基磷灰石的基本性能，重点阐述了羟基磷灰石的制备方法，最后对其应用进行了阐述。
【关键词】羟基磷灰石；性能；制备；应用羟基磷灰石 (hydroxyapatite， HAP)，化学式为Ca10(PO4)6(OH)2，是一种微溶于水的磷酸钙盐，属于六方晶系。
HAP 的结构可以描述为磷氧四面体基团的紧密结合体，图1为HAP 的晶体结构图[1]。
从图1中可以看到，P5+位于四面体的中心，并且其顶部被4个 O 原子占据。
Ca2+则被磷氧四面体所包围，在晶胞中占有2个独立的位置 Ca(I) 和 Ca(II)，从而形成 2 种直径不同、互不相连的通道。
由于 HAP 结构中存在2个不同的钙位点，所以可以通过对钙位点的特定修饰来调节 HAP 的特性。
图1 羟基磷灰石的晶体结构羟基磷灰石的密度为3.156g/ cm3，熔点为1650℃，溶度积为（6.3±2.1）×10-59，晶体折射率为1.64-1.65。
其在水中溶解度约0.4 ppm，呈弱碱性，pH为7-9。
在人体骨骼中，羟基磷灰石大约占总质量的90%，其余10%为碳酸钙和其他无机盐[2-4]。
羟基磷灰石是自然界中生物骨组织的构成要素，其微孔是由天然孔道结构形成，具有较强的表面吸附性和离子交换性，随着科技和医学的不断前行，为了更大程度地发挥其性质，人工合成的羟基磷灰石也变得越来越多，它可以凭借自身的生物相容性、生物活性、骨传导性在骨治疗上发挥重要的作用。
过去的二十年中，羟基磷灰石在骨和牙齿植入、吸附重金属等领域均有报道。
但在实际应用中，不容忽视的是羟基磷灰石自身存在的机械性能不佳、使用中容易团聚、使用后回收困难等缺点，这些缺点极大的限制了它的广泛应用。
密级1级学号111472论文羟基磷灰石（HA）生物复合材料的研究进展院（系、部）：材料科学与工程学院姓名：年级：专业：高分子材料与工程指导教师：教师职称：实验师羟基磷灰石（HA）生物复合材料的研究进展摘要：本文综述了强韧化羟基磷灰石( H A ) 生物复合材料的类型、力学性能等方面的研究进展；以及羟基磷灰石(HA) 与无机、有机及金属材料的三种复合材料的研究应用与进展；分析了目前各种复合材料存在的主要问题；讨论了羟基磷灰石复合材料的发展方向。
关键词：羟基磷灰石生物复合材料进展Abstract: This paper reviews toughening hydroxyapatite (H A) progress in the studyof type, sintering and mechanical properties of bio composites of hydroxyapatite (HA), as well as the research progress and application of three kinds of composite material with inorganic, organic and metal material; and analyzes the main problems existed; discusses the development direction of hydroxyapatite composite material. Keywords: hydroxyapatite Biological composite material Progress一、背景简介生物医用材料又称生物材料(Biomaterials)，是一类用于诊断、治疗或替换人体组织、器官或增进其功能的新型高技术材料，不但有很高的技术含量和经济价值，而且与人们的生命和健康息息相关。
医疗卫生装备·２００７年第２８卷第４期ＣｈｉｎｅｓｅＭｅｄｉｃａｌＥｑｕｉｐｍｅｎｔＪｏｕｒｎａｌ·２００７Ｖｏｌ．２８Ｎｏ．４纳米羟基磷灰石及其复合材料的研究进展李志宏武继民李瑞欣许媛媛张西正（军事医学科学院卫生装备研究所天津市３００１６１）摘要纳米羟基磷灰石具有良好的生物相容性和生物活性，是较好的生物材料，被广泛应用于骨组织的修复与替代技术。
但是，由于材料本身力学性能较差制约了羟基磷灰石的进一步应用，因此，提高及制备综合性能优越的纳米羟基磷灰石复合生物材料是当今研究的重心和热点。
综述了纳米羟基磷灰石制备的主要方法及其复合生物材料的研究进展，并探讨了纳米羟基磷灰石骨修复材料的发展方向。
关键词纳米羟基磷灰石；复合材料；骨修复Ａｄｖａｎｃｅｓｉｎｎａｎｏ－ｈｙｄｒｏｘｙａｐａｔｉｔｅａｎｄｉｔｓｃｏｍｐｏｓｉｔｅＬＩＺｈｉ－ｈｏｎｇ，ＷＵＪｉ－ｍｉｎ，ＬＩＲｕｉ－ｘｉｎ，ＸＵＹｕａｎ－ｙｕａｎ，ＺＨＡＮＧＸｉ－ｚｈｅｎｇ（ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＭｅｄｉｃａｌＥｑｕｉｐｍｅｎｔ，ＡｃａｄｅｍｙｏｆＭｉｌｉｔａｒｙＭｅｄｉｃａｌＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｔｉａｎｊｉｎ３００１６１，Ｃｈｉｎａ）ＡｂｓｔｒａｃｔＮａｎｏ－ｈｙｄｒｏｘｙａｐａｔｉｔｅｈａｓｂｅｅｎｗｉｄｅｌｙｕｓｅｄａｓｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｖｅａｎｄｐｒｏｓｔｈｅｔｉｃｍａｔｅｒｉａｌｆｏｒｏｓｓｅｏｕｓｔｉｓｓｕｅ，ｏｗｉｎｇｔｏｉｔｓｅｘｃｅｌｌｅｎｔｂｉｏｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｙａｎｄｔｉｓｓｕｅｂｉｏａｃｔｉｖｉｔｙ．Ｂｕｔｔｈｅｐｏｏｒｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｙｏｆｈｙｄｒｏｘｙａｐａｔｉｔｅｒｅｓｔｒｉｃｔｓｉｔｓｆｕｒｔｈｅｒａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ．Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｅｎｈａｎｃｅｔｈｅｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｔｈｅｍａｔｅｒｉａｌ，ｍａｎｙｒｅｓｅａｒｃｈｅｓｈａｖｅｂｅｅｎｄｅｄｉｃａｔｅｄｔｏｔｈｅｓｙｎｔｈｅｓｉｚａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｃｏｍｐｏｓｉｔｅｍａｔｅｒｉａｌｓ．Ｔｈｉｓａｒｔｉｃｌｅｒｅｖｉｅｗｓｔｈｅｍａｉｎｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｓｏｆｎａｎｏ－ｈｙｄｒｏｘｙａｐａｔｉｔｅａｎｄｔｈｅａｄｖａｎｃｅｍｅｎｔｉｎｒｅｓｅａｒｃｈｏｆｉｔｓｃｏｍｐｏｓｉｔｅ．Ｔｈｅｄｉｒｅｃｔｉｏｎｓｉｎｔｈｉｓｒｅｓｅａｒｃｈａｒｅａａｒｅｄｅｓｃｒｉｂｅｄａｓｗｅｌｌ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓｎａｎｏ－ｈｙｄｒｏｘｙａｐａｔｉｔｅ；ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｍａｔｅｒｉａｌ；ｂｏｎｅｒｅｐａｉｒ作者简介：李志宏，硕士，主要从事高分子材料和生物材料方面的研究；武继民，博士，硕士生导师，副研究员。
羟基磷灰石微型和纳米粒子：成核和生长机制中存在的柠檬酸物种摘要羟基磷灰石（厦门）颗粒不同形貌均匀沉淀钙/柠檬酸/磷酸溶液在生理温度。
小变化的起始溶液PH值的范围7.4“PH值＜8.5有可能切换沉淀粒子形态从一个测微bundlelike一个纳米针状形状。
的作用，现有的柠檬酸物种螯合钙是在这里讨论的框架内，粒子的成核和生长机制。
虽然温度依赖钙柠檬酸络合物（协会）稳定是在这里建议控制游离钙的可用性，从而成核速率，吸附柠檬酸物种的建议控制纳米粒子的稳定性。
此外，试图详细柠檬酸的作用在有序聚集磷灰石核导致观察花生和bundlelike微粒形态也提出。
1。
简介主要无机成分的骨头和牙齿是一种钙磷酸盐相类似的组成，合成羟基磷灰石（磷灰石；ca5（PO 4）OH）。
这种相似性在此基础上的优良的生物性能的羟基磷灰石材料：骨粘接能力，生物相容性和骨传导性，1]。
随着组成，形态羟基磷灰石粒子特性，如形状，大小，和大小分布，发挥重要作用的机械，化工，和生物学特性的羟基磷灰石材料。
有极大的兴趣研究中的解决方案结晶途径，无论从技术角度，从一个基本的观点针对了解一些生物矿化过程。
它是通常认为，沉淀机制发生如下核/聚集/生长事件序列[ 2]。
在按照现行机制，羟基磷灰石颗粒的不同大小和形态可以得到：分散颗粒尺寸范围从纳米到微米，以及不规则、有序聚集体。
这些系统的沉淀颗粒的生长情况通常是通过一个聚集的机制，如在案件羟基磷灰石颗粒沉淀钙/柠檬酸/磷酸溶液在“85◦丙[ 2 ]，增加羟基磷灰石颗粒大小的结果优先从聚集的小前兆单位，典型的纳米核，而不是从正常生长。
观察macipe 等人。
[ 3]，微米羟基磷灰石颗粒取而代之的是具有针状形态和纳米30–长度60纳米如果限制聚集机制在粒子沉淀。
该模式中，聚集发生中起着重要的在确定粒子的最终形状和尺寸[ 4 , 5]。
形成了一系列的粒子形状，包括针形其次是花生和哑铃形状和最后报告的一个aggregationmediated球晶机制。
谢志翔等：固体氧化物燃料电池双钙钛矿型电极材料的研究进展· 1145 ·第38卷第6期羟基磷灰石生物陶瓷材料的研究趋势及展望孙艳荣1，范涛1，黄勇2，马利国1，刘峰1(1. 北华航天工业学院材料工程系，河北廊坊 065000；2. 清华大学，新型陶瓷与精细工艺国家重点实验室，北京 100084)摘要：本文综述羟基磷灰石(hydroxyapatite，HA)生物陶瓷材料的研究进展，通过调控HA形貌以优化其使用性能。
用不同方法制备多孔HA，旨在强化骨传导性和诱导性，同时能实现骨的增强与增韧。
设计HA复合材料以弥补单一HA力学性能的不足。
从仿生学角度提出HA的研究趋势：合成具有类似于自然骨精细结构的仿生学骨组织材料，实现HA生物陶瓷材料与有机体力学相容性和生物相容性尽可能理想地匹配。
关键词：羟基磷灰石；形貌调控；复合材料；生物相容性；综述中图分类号：O611；TQ31.2 文献标志码：A 文章编号：0454–5648(2010)06–1145–06RESEARCH TREND AND PROSPECT OF HYDROXYAPATITE BIOCERAMIC MATERIALSSUN Yanrong1，F AN Tao1，HUANG Yong2，MA Liguo1，LIU Feng1(1. Department of Materials Engineering, North China Institute of Aerospace Engineering, Langfang 065000, Hebei;2. State Key Laboratory of New Ceramic and Fine Processing, Tsinghua University, Beijing 100084, China)Abstract: A review of progress in hydroxyapatite (HA) bioceramic materials is presented in this paper. The functional performance of HA can be optimized through tailoring its morphology. Porous HA ceramics prepared by various methods have strong abilities to in-tensify the osteoconduction and osteoinduction, and to improve the strength and toughness. HA composite materials can counteract the weaknesses of mechanical property of pure HA. The research trend of HA is discussed in terms of bionics. It is shown that synthe-sizing bionic bone materials with fine structure similar to natural bone can maximize the mechanical compatibility and biocompatibility between HA bioceramic materials and organisms.Key words: hydroxyapatite; morphology tailoring; composite; biocompatibility; review近30年来，接近天然骨成分的生物陶瓷材料的研究极其活跃，羟基磷灰石{hydroxyapatite，HA或HAP，分子式为[Ca10(PO4)6(OH)2]}是最具代表性和应用最多的生物活性陶瓷。
羟基磷灰石及其复合涂层的研究现状段希夕 高钦钦(新余学院机电工程学院 江西新余 338004)摘要：钛及其合金金属有良好的机械性能，羟基磷灰石是有优异生物性能的活性陶瓷，因而羟基磷灰石/钛（HA/Ti）复合涂层结合二者优势性能被广泛应用于人体骨组织和牙齿的修复中，以提高材料的医用价值。
该文采用冷喷涂、等离子喷涂、磁控溅射、激光熔覆、溶胶-凝胶、电化学沉积等其他技术制备HA/Ti复合粒子，并适当掺入其他金属合金，完善性能，探究其实验后的涂层特征、表面形态对力学性能和生物性能的影响。
关键词：羟基磷灰石 钛 喷涂 复合涂层中图分类号：TG146文献标识码：A 文章编号：1672-3791(2023)17-0087-07 Research Status of Hydroxyapatite and Its Composite CoatingsDUAN Xixi GAO Qinqin(School of Electrical and Mechanical Engineering, Xinyu University, Xinyu, Jiangxi Province, 338004 China) Abstract: Titanium and its alloy metals have good mechanical properties. Hydroxyapatite is an active ceramic with excellent biological properties, so hydroxyapatite/titanium ( HA/Ti ) composite coatings are widely used in the re‐pair of human bone tissue and teeth in combination with the advantages of the two to improve the medical value of materials. HA/Ti composite particles are prepared by cold spraying, plasma spraying, magnetron sputtering, laser cladding, sol-gel, electrochemical deposition and other technologies, other metal alloys are added to improve prop‐erties, and the effects of their coating characteristics and surface morphology after the experiment on mechanical properties and biological properties are explored.Key Words: Hydroxyapatite; Titanium; Spraying; Composite coatings21世纪以来，需要人工骨治疗患者的数量在全球约有3 000万人次[1-2]。
羟基磷灰石湿法制备技术及应用研究进展曹娜娜;张万东;王永兰【摘要】羟基磷灰石(HAP)较强的离子交换能力、独特的多吸附位点及可调变的酸碱性质使其在处理含重金属离子废水和废气治理等方面备受瞩目;HAP规整的立体化学结构和良好的生物相容性及生物活性使其在药物载体、生物支架等领域具有广阔的应用前景.综述了HAP的湿法制备技术及其在环境治理、生物医学等领域的研究进展.%Hydroxyapatite (HAP) is a good candidate for environmental governance, such as heavy metal wastewater and air pollution of industry,which has recently received greater attention due to its strong ion exchange ability,multi-adsorption sites,and controllable surface acid-base properties.Some of its properties,such as the regular stereochemical structures, bioactivity, and biocompatibility make it become a very attractive candidate as the drug carrier and scaffold etc.in biomedical field.The wet-process preparation technique of hydroxyapatite and its application progress in the fields of environmental governance and biomedical etc.were summarized.【期刊名称】《无机盐工业》【年(卷),期】2012(044)012【总页数】5页(P9-12,31)【关键词】羟基磷灰石;环境治理;生物医学【作者】曹娜娜;张万东;王永兰【作者单位】天津大学理学院化学系,天津300072;天津大学理学院化学系,天津300072;天津医科大学【正文语种】中文【中图分类】R318.08羟基磷灰石简称HAP，结晶化学式为Ca10（PO4）6（OH）2，晶体为六方晶系，结构为六角柱体。
羟基磷灰石生物材料的研究现状、制备及发展前景于方丽1 周永强2 张卫珂3 马景云1(1陕西科技大学材料科学与工程学院 咸阳 712081) (2温州大学制笔重点实验室 325035) (3山东大学材料液态结构及其遗传性教育部重点实验室 济南 250061)摘 要 羟基磷灰石具有良好的生物相容性和生物活性,是较好的生物陶瓷材料。
笔者论述了羟基磷灰石生物陶瓷材料的研究现状,同时对羟基磷灰石及其复合生物陶瓷材料的各种制备方法进行了概述,重点研究综合性能优越的羟基磷灰石生物陶瓷材料的制备及发展前景。
关键词 羟基磷灰石 生物陶瓷材料 研究现状 制备 发展前景The Present and Prospect of R esearch on H ydroxyap atite Bioceramic MaterialsY u Fangli1,Zhou Y ongqiang2,Zhang Weike3,Ma Jingyun1(1Shaanxi University of Science and T echnology,X ianyang,712081)(2Wen2 zhou University Main Laborotary,325035)(3C ollegeofmaterial Science&Engineering,Shandong University,Jinan,250061)Abstract:Hydroxyapatite has excellent biocom patibility and tissue bioactivity and is hydroxyapatite bioceramic materials.This paper sum2 marizes the study situation and the various preparation methods of hydroxyapatite bioceramic materials.The keys are enhancement and preparation and development prospect of the synthesization of the com posite bioceramic materials.K ey w ords:Hydroxyapatite;Bioceramic materials;Research situation;Preparation;Development prospect 前言20世纪,生物材料学领域取得了飞速发展,无机生物医用材料的研究及其应用十分活跃,其中备受关注的是羟基磷灰石(hydroxyapatite,简称H A或H AP)活性陶瓷材料的研究和临床应用。
羟基磷灰石在生物医用材料中的应用状况作者：吴浩来源：《现代经济信息》2016年第13期摘要：羟基磷灰石作为重要生物医用材料的骨组织修复材料成为了国内行业主体的研发热点。
借助专利数据对骨组织修复材料的发展状况进行剖析，有助于对处于该行业发展中的研发、生产主体制定和调整发展策略。
关键词：羟基磷灰石；生物医用材料；专利申请中图分类号：R318 文献识别码：A 文章编号：1001-828X（2016）013-000-01引言作为人和动物骨骼及牙齿的主要无机成分，羟基磷灰石具有良好的生物相容性和无生物毒性，是与骨组织生物相容性最好的生物活性材料，植入骨组织后能在界面上形成很强的化学键合，是目前最为理想的生物硬组织修复和替换的基底材料。
目前人工合成的纳米羟基磷灰石直径在1-100nm之间，钙磷比值约为 1.67，因而与人骨的结构和成分很相似，是一种理想的组织植入材料。
随着市场对于羟基磷灰石的需求量增大，性能的需求也越来越高。
借助专利数据分析，对我国该领域生产和研发主体的情况进行进一步的了解。
一、国内外专利状况分析针对涉及到羟基磷灰石在生物医药领域的在华专利数据进行分析，得到行业总体情况，这里分析数据总量为2015年以前在华专利2582件，其中国内申请1988件，国外申请594件。
从图1中可以看出，随着羟基磷灰石在生物医药领域的应用越来越广，其专利申请的总趋势是逐步增大的。
尤其是在2001年以后，随着医疗市场的普及和推广以及产品市场的进一步开放，我国羟基磷灰石生物医用材料领域专利申请总量开始迅速增长。
国内和国外的科研院校和企业均开始大量申请专利。
值得一提的是，虽然面临同样膨胀的市场和需求，国内市场主体采取的策略不尽相同。
国内专利申请者纷纷投入大量的资金和精力，申请数量从最初的每年几十件激增至最高每年280件。
这也带动了国内申请整体形势的走高。
反观，国外申请人年最高申请量不超过60件，且从2001年以后波动幅度较小。
羟基磷灰石的研究 进展及其应用
课程：材料科学前沿 姓名：盛亚雄 学号：1026010127 班级：10级材料科学1班 完成时间：2013年6月13日 - 1 -
目 录 摘要 ·····························································································2 前言 ·····························································································2 1 羟基磷灰石的组成和晶体结构 ·············································2 2 羟基磷灰石的制备 ·································································3 3 羟基磷灰石复合材料 ·····························································4 4 羟基磷灰石的应用 ·································································5 5羟基磷灰石的发展趋势 ··························································7 6结语 ··························································································8 参考文献·······················································································8 - 2 -
羟基磷灰石的研究进展及其应用 摘要 羟基磷灰石具有良好的生物活性，是较好的生物材料，故被广泛应用于
骨组织修复和替代技术。而又因具有特殊晶体化学特点，除作为医用生物材料外，还用作无机生物材料和激光器基质材料，尤其在环境治理、湿度传感器等研究领域具有重要意义。目前，羟基磷灰石的制备方法有溶胶-凝胶法、沉淀法、水热法、干式法和微乳液法等。对于制备要求较高，具有表面活性的吸附材料羟基磷灰石而言，溶胶-凝胶法是较为合适的方法。此外，本文还对羟基磷灰石复合材料进行了研究。以及对羟基磷灰石的应用了做出介绍和展望。
关键词 羟基磷灰石 制备 复合材料 环境材料 生物陶瓷 发展趋势
前言 磷灰石是自然界广泛分布的磷酸钙盐矿物，根据其结构通道中存在的阴离子的种类，可分为氟磷灰石和氯磷灰石等不同亚种矿物。其中，羟基磷灰石的研究和应用最广泛。由于羟基磷灰石(HA)不但与人体骨骼的晶体成分和化学结构基本一致，而且生物相容性和界面生物活性均优于医用钛、硅橡胶及植骨用碳材料等植入医用材料，另外有极其良好的骨传导性和骨结合的能力，无毒副作用，无致癌作用，因此被广泛用于作为硬组织修复和骨填充材料的生物支架及疾病、意外事故中的修复材料，是目前生物材料研究的热点。此外，大量研究表明，羟基磷灰石具有良好的离子交换性能，能吸附并回收利用地方饮用水中过量的氟离子和工业废水中的重金属离子，可以用作一种新型的环境功能矿物材料。多孔羟基磷灰石陶瓷耐热、耐湿范围广，灵敏度高，是一种新型的湿敏半导体陶瓷材料。本文的目的主要是介绍羟基磷灰石的制备，以及简单介绍一下羟基磷灰石复合材料，并且对其在生物材料和功能材料等方面的应用做出展望，这对今后羟基磷灰石的进一步的开发和研究具有重大意义。
1 羟基磷灰石的化学组 成和晶体结构
羟基磷灰石的化学式为
Ca10(PO4)6(OH)2简写为HA或HAP,
Ca/P的物质的量之比为1.67。其分子结构为六方晶体，属于P63/m空间群。晶胞常数为晶胞常数 a= b= 9. 324 A , c= 6. 881A。单位晶胞含有 - 3 -
10 个[ Ca]2+、6个[ PO4]3-和2个[ OH]-,结构中Ca2+分别位于配位数为9的Ca（1）位置和配位数为7的Ca（2）位置，而磷氧四面体则通过共角顶或共面的Ca（1）、Ca（2）多面体连接起来。4个Ca（1）处于6个O组成的Ca−O八面体中心，6个Ca（2）处于3个O组成的三配位体中心，其多面体围绕六次螺旋轴分布，构成平行c轴平面的螺旋六重对称性结构通道，OH−位于通道之间由Ca2+ 和氧原子形成
的垂直于c轴平面的等边三角形，这种结构恰似一个“离子交换柱”。 这使得HA具有较好的稳定性。
2 羟基磷灰石的制备 羟基磷灰石的合成制备方法有很多，但各种方法在制备原理和过程上存在相当大的差异，所得到的产品的性能也产生了较大的差异。按照其物理性质分为HA粉体的制备，HA涂层的制备，以及HA复合材料的制备。下面，主要介绍羟基磷灰石粉体的制备方法和过程。 目前制备羟基磷灰石粉末的方法有很多，主要有溶胶-凝胶法、水热法、沉淀法等和干法固相反应及微乳液法。
2-1 溶胶-凝胶法 溶胶-凝胶法是以适当的前驱物配成溶胶，一般利用金属无机盐或金属醇盐，在水或醇溶剂中发生水解或醇解反应，形成均匀溶胶，然后经过溶剂挥发及加热处理，使溶胶转变为网状结构的凝胶，再经过适当的后处理工艺形成HA晶体。童义平等探索用溶胶-凝胶法制备羟基磷灰石的工艺条件，用硝酸钙和磷酸三丁酯为反应原料，进行对比实验，优化得到的条件为溶液为pH值控制在8左右，烧结温度控制在950℃以上，恒温时间控制在2.5~4.5小时。是近年来发展起来的新方法，已引起了广泛的关注。找到适合的、能够合成最终的羟基磷灰石的溶胶-凝胶体系是合成的关键。其原理是：将醇盐溶解在选定的有机溶剂中，在其中加蒸馏水使醇盐发生水解、聚合反应后生成溶胶，再将钙离子溶胶缓慢滴加到磷酸根离子溶胶中，加水变为凝胶，凝胶经老化、洗涤、真空状态下低温干燥，得到干凝胶，再将干凝胶高温煅烧，就得到羟基磷灰石的纳米粉体。该方法的优点为：合成及烧结温度低，可在分子水平上混合钙磷的前驱体使溶胶具有高度的化学均匀性。缺点是化学过程比较复杂，醇盐原料价格昂贵，有机溶剂毒性大，对环境易造成污染等。该方法的优点是对PH没有要求。这种方法可以生成Ca/P比不同的HA，且生成的粉体可用于作生物陶瓷、环境材料、催化、色谱等领域。
2-2 沉淀法 化学沉淀法是制备羟基磷灰石粉体最典型的方法，这种方法通常采用把一定浓度的磷酸氢铵和硝酸钙反应或者磷酸与氢氧化钙在一定温度下搅拌，常加入适当的沉淀剂，通过控制反应的温度、PH值、反应速率及陈化时间来实现HA蹭点结晶化过程，反应过程中使用氨水调节PH值，把沉淀物高温煅烧从而得到HA粉体。其典型工艺：硝酸钙与磷酸盐[(NH4)3PO4,(NH4)2HPO4,NH4H2PO4]溶液进行反应，沉淀经过滤和干燥，制成粉末颗粒，再在750℃条件下煅烧3h，生成晶体粉末，经过成型工艺获得压坯，最后在1050−1200℃温度烧结，即得到羟基磷灰石。该法的优点是：工艺简单、合成粉体成本较低，可以大量制造HA粉 - 4 -
体，并广泛应用于工业生产巾。缺点：必须严格控制实验的工艺条件，比如Ca/P的摩尔比，混合物的PH值，以及反应产生沉淀的时间。
2-3 水热法 水热法其特点是在特制的密闭的反应器（高压釜）内，在高温高压下，用水溶液作为反应介质。在高温高压环境中，不受沸点的限制，可以使介质的温度上升到200−400℃，使原来难溶或不溶的物质溶解并重新结晶的方法。这种方法通常采用磷酸氢钙等为原料的水溶液体系，在高压釜中制备HA粉体。其典型的
工艺为：以CaCl2[或Ca(NO3)2]与NH4H2PO4为原料，以钛网或其他合金为阴极，
以石墨为阳极，控制一定的PH值和沉淀时间，可得到CaHPO4∙2H2
O，随后经水
蒸气处理，即得到羟基磷灰石。其具体的化学反应如下： H2PO4−=HPO42−+H− HPO4
2−+Ca2++2H2O=CaHPO4∙2H2O
10CaHPO4∙2H2O=Ca10(PO4)6(OH)2+4H3PO4+18H2
O
与其他的化学方法比较，水热法制备HA粉体由于不需要高温焙烧等后处理工艺，避免了在这些过程中可能产生的粉体颗粒之间的硬团聚，制备工艺较为简单，粒子纯度高，分散性好，粒子小，分布范围窄，这种方法的缺点为：生产周期长，能耗大，成本高，反应条件对产物影响大。对设备的密闭条件要求很高，反应条件不容易控制，很难生成Ca/P比不同德HA，一般能生成正常配比的HA。但是可以获得高纯度、高有序度、结晶较好的HA多晶粉体。该方法制备的羟基磷灰石粉体在萤光、激光材料、催化载体等方面得到应用。
2-4 干式法 把固态磷酸钙及其他化合物磨细均匀混合在一起，在有水蒸气存在的条件下，反应温度大于1000℃(1000℃−1300℃)，可以得到结晶较好的羟基磷灰石，反应式为： 6CaHPO4∙2H2O+4CaCO3=Ca(PO4)6(OH)2+4CO2+14H2
O
这种方法合成的羟基磷灰石优点是粒径1mm,纯度高，结晶完整无晶格缺陷，晶格常数不随温度变化。缺点为该方法要求较高的温度和热处理时间，粉末的可烧结性差，使得应用受到了一定的限制。一般这种方法制备的羟基磷灰石粉体常用在萤光、激光、敏感功能材料和地质条件模拟实验研究中应用。此外还有海珊瑚高温置换反应合成等方法。
2-5 微乳液法 微乳液法是利用表面活性剂在溶液中的浓度超过其临界胶速浓度形成胶速的性质，在钙和磷的前驱物溶液中，加入适宜表面活性剂，形成各种彼此独立的微乳液颗粒（如球状、椭圆状、棒状胶速）来控制HA晶粒的生长，以制备不同形貌的超微粒HA。
3 羟基磷灰石复合材料
