一種油水界面法制備納米β-硅酸鈣空心球的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于納米β -硅酸鈣空心球的制備領(lǐng)域，特別涉及一種油水界面法制備納米β-硅酸鈣空心球的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近幾年來，人們對(duì)硅酸鈣的生物活性給予了很大的關(guān)注，并試圖將其用于生物領(lǐng)域。實(shí)驗(yàn)證明，硅酸鈣具有良好的誘導(dǎo)類骨羥基磷灰石形成能力和體外生物活性，而且在模擬體液中，羥基磷灰石在硅酸鈣表面形成的速度大于在其他生物玻璃和玻璃-陶瓷表面形成的速度。將硅酸鈣噴涂至鈦合金表面形成涂層，該涂層也具有良好的生物活性。體內(nèi)外實(shí)驗(yàn)表明硅酸鈣無細(xì)胞毒性且具有良好的生物活性，具有促進(jìn)成骨細(xì)胞生長的作用。
[0003]目前，關(guān)于制備納米β -硅酸鈣空心球的研宄報(bào)道較少，而納米空心球作為一種新型功能材料，具有很大的內(nèi)部空間，這種特殊的結(jié)構(gòu)使它可作為客體物質(zhì)的載體，從而在醫(yī)學(xué)和制藥領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，例如藥物控制釋放，生物標(biāo)記等。此外，空心球的結(jié)構(gòu)還使得這種材料與其它材料相比具有低密度、高比表面積的特點(diǎn)，因而其應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓寬。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種油水界面法制備的納米β -硅酸鈣空心球的方法，該方法操作方法簡單、重復(fù)性好、反應(yīng)條件易控，能制備出分散性較好的納米β -硅酸鈣空心球。
[0005]為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種油水界面法制備納米硅酸鈣空心球的方法，其特征在于，包括以下步驟:
[0006]步驟I):室溫下，將油酸鈉、氯化鈣分別加入到含有無水乙醇、正己烷以及去離子水的三口燒瓶中，水浴加熱回流，經(jīng)過后處理制得油酸鈣；
[0007]步驟2):將制得的油酸鈣加入到含有乙醇、油溶性溶劑的三口燒瓶中，45°C下使其充分溶解，隨后加入硅酸鈉的水溶液，水浴加熱回流；
[0008]步驟3):將制得的樣品分別用去離子水、乙醇交替洗滌，干燥后，將樣品在馬弗爐中煅燒即得納米硅酸鈣空心球。
[0009]優(yōu)選地，所述步驟I)中油酸鈉的摩爾濃度為3.0mol/L，其溶解溫度為45°C。
[0010]優(yōu)選地，所述步驟I)中氯化鈣的摩爾濃度為3.0mol/L。
[0011]優(yōu)選地，所述步驟I)中水浴的溫度為70?75°C，回流時(shí)間為2-4h。
[0012]優(yōu)選地，所述步驟2)中油酸鈣的摩爾濃度為0.25mol/Lo
[0013]優(yōu)選地，所述步驟2)中油溶性溶劑為環(huán)己烷、正己烷或甲苯。
[0014]優(yōu)選地，所述步驟2)中硅酸鈉的摩爾濃度為0.25mol/L?
[0015]優(yōu)選地，所述步驟2)中水浴的溫度為70?75°C，回流時(shí)間為2_4h。
[0016]優(yōu)選地，所述步驟3)中交替洗滌具體為:先用無水乙醇洗滌，然后以SOOOrpm離心分離1min去除上清液；去離子水洗滌，8000rpm離心分離15min去除上清液，如此循環(huán)無水乙醇-去離子水洗滌3次；最后用無水乙醇洗滌，在8000rpm下離心分離1min得到沉淀。
[0017]優(yōu)選地，所述步驟3)中的干燥溫度為60°C。
[0018]優(yōu)選地，所述步驟3)中馬弗爐的煅燒溫度為800-900 °C，煅燒時(shí)間為2h。
[0019]本發(fā)明采用油水界面法合成了納米β-硅酸鈣空心球。油水界面法，是化學(xué)反應(yīng)發(fā)生在兩相的界面，一般是兩個(gè)互不相容的油水界面發(fā)生的反應(yīng)。利用反應(yīng)中的兩個(gè)相，可以將反應(yīng)物分別分散在上下兩個(gè)液體中，使產(chǎn)物合成于兩相的界面處，進(jìn)而改變晶體的各種理化性質(zhì)。該方法的主要優(yōu)點(diǎn)是操作方法簡單、重復(fù)性好、反應(yīng)條件易控、制備出的納米β -硅酸鈣空心球的直徑為100-300nm，壁厚9_18nm。
[0020]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下的突出的優(yōu)異效果:
[0021](I)本發(fā)明的操作方法簡單、重復(fù)性好、反應(yīng)條件易控、溫度要求較低。
[0022](2)本發(fā)明制備出的低溫相的納米β -硅酸鈣空心球的直徑為100-300nm，壁厚為9_18nm，分散性好。
【附圖說明】
[0023]圖1為本發(fā)明提供的納米β -硅酸鈣空心球制備方法的工藝流程圖；
[0024]圖2為實(shí)施例1-3制得的納米β -硅酸鈣空心球的X射線衍射圖的比較圖；
[0025]圖3為實(shí)施例1-3制得的納米β -硅酸鈣空心球的TEM圖的比較圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026]為使本發(fā)明更明顯易懂，茲以優(yōu)選實(shí)施例，并配合附圖作詳細(xì)說明如下。
[0027]實(shí)施例1
[0028](I)稱取9.1g油酸鈉，45°C溶解于10.0ml的去離子水中。待油酸鈉完全溶解后，加入3.0mol/L的氯化媽水溶液。在向體系中加入35.0mL正己燒，以及20.0mL無水乙醇。水浴加熱至回流，磁力攪拌2h。
[0029](2)待反應(yīng)完成后，降溫至0°C，有白色的固體析出，真空過濾，干燥制備油酸鈣。
[0030](3)稱取2.3g油酸鈣，45°C溶解于15.0mL的環(huán)己烷、10.0mL的無水乙醇中。待油酸鈣完全溶解后，加入0.25mol/L的硅酸鈉水溶液。水浴加熱至回流，磁力攪拌2h。
[0031](4)反應(yīng)結(jié)束后，首先無水乙醇洗滌，然后在8000rpm離心分離10.0min去除上清液；去離子水洗滌，然后在8000rpm離心分離15min去除上清液，如此循環(huán)無水乙醇-去離子水洗滌3次；無水乙醇洗滌，在SOOOrpm下離心分離1min得到沉淀。鼓風(fēng)干燥箱內(nèi)60°C干燥，于馬弗爐中800°C煅燒2h即得到納米β -硅酸鈣空心球。
[0032]實(shí)施例2
[0033](I)稱取9.1g油酸鈉，45°C溶解于10.0mL的去離子水中。待油酸鈉完全溶解后，加入3mol/L的氯化鈣水溶液。在向體系中加入35.0ml正己燒，以及20.0ml無水乙醇。水浴加熱至回流，磁力攪拌3h。
[0034](2)待反應(yīng)完成后，降溫至0°C，有白色的固體析出，真空過濾，干燥制備油酸鈣。
[0035](3)稱取2.3g油酸鈣，45°C溶解于15.0mL的正己烷、10.0mL的無水乙醇中。待油酸鈣完全溶解后，加入0.25mol/L的硅酸鈉水溶液。水浴加熱至回流，磁力攪拌3h。
[0036](4)反應(yīng)結(jié)束后，首先無水乙醇洗滌，然后在8000rpm離心分離1min去除上清液；去離子水洗滌，然后在8000rpm離心分離15min去除上清液，如此循環(huán)無水乙醇-去離子水洗滌3次；無水乙醇洗滌，在8000rpm下離心分離1min得到沉淀。鼓風(fēng)干燥箱內(nèi)60°C干燥，于馬弗爐中900°C煅燒2h即得到納米β -硅酸鈣空心球。
[0037]實(shí)施例3
[0038](I)稱取9.1g油酸鈉，45°C溶解于10.0mL的去離子水中。待油酸鈉完全溶解后，加入3.0mol/L的氯化媽水溶液。在向體系中加入35.0mL正己燒，以及20.0mL無水乙醇。水浴加熱至回流，磁力攪拌4h。
[0039](2)待反應(yīng)完成后，降溫至0°C，有白色的固體析出，真空過濾，干燥制備油酸鈣。
[0040](3)稱取2.3g油酸鈣，45°C溶解于15.0mL的甲苯、10.0mL的無水乙醇中。待油酸鈣完全溶解后，加入0.25mol/L的硅酸鈉水溶液。水浴加熱至回流，磁力攪拌4h。
[0041](4)反應(yīng)結(jié)束后，首先無水乙醇洗滌，然后在SOOOrpm離心分離1min去除上清液；去離子水洗滌，然后在8000rpm離心分離15min去除上清液，如此循環(huán)無水乙醇-去離子水洗滌3次；無水乙醇洗滌，在8000rpm下離心分離1min得到沉淀。鼓風(fēng)干燥箱內(nèi)60°C干燥，于馬弗爐中800°C煅燒2h即得到納米β -硅酸鈣空心球。
[0042]如圖1所示，為本發(fā)明提供的一種油水界面法制備納米硅酸鈣空心球的反應(yīng)流程圖。
[0043]圖2為實(shí)施例1-3制得的納米β -硅酸鈣空心球的XRD圖譜的比較圖，其中，a為實(shí)施例1，b為實(shí)施例2，c為實(shí)施例3。
[0044]圖3為實(shí)施例1-3制得的納米β -硅酸鈣空心球的TEM圖譜的比較圖，其中a、b為實(shí)施例1，c、d為實(shí)施例2，e、f為實(shí)施例3。
[0045]由圖可知，實(shí)施例1制備的納米硅酸鈣空心球的直徑為103-338nm，殼厚為9-18nm，球完整性較好；實(shí)施例2制備的納米β-硅酸鈣空心球的直徑為119_318nm，殼厚為7-25nm，部分球破裂；實(shí)施例3制備的納米β -硅酸鈣的空心球的直徑為91_187nm，殼厚為5-19nm，部分球破裂。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種油水界面法制備納米β -硅酸鈣空心球的方法，其特征在于，包括以下步驟: 步驟I):室溫下，將油酸鈉、氯化鈣分別加入到含有無水乙醇、正己烷以及去離子水的三口燒瓶中，水浴加熱回流，經(jīng)過后處理制得油酸鈣； 步驟2):將制得的油酸鈣加入到含有乙醇、油溶性溶劑的三口燒瓶中，45°C下使其充分溶解，隨后加入硅酸鈉的水溶液，水浴加熱回流； 步驟3):將制得的樣品分別用去離子水、乙醇交替洗滌，干燥后，將樣品在馬弗爐中煅燒即得納米硅酸鈣空心球。
2.如權(quán)利要求1所述的油水界面法制備納米β-硅酸鈣空心球的方法，其特征在于，所述步驟I)中油酸鈉的摩爾濃度為3.0moI/L,其溶解溫度為45°C。
3.如權(quán)利要求1所述的油水界面法制備納米β-硅酸鈣空心球的方法，其特征在于，所述步驟I)中氯化媽的摩爾濃度為3.0mol/L。
4.如權(quán)利要求1所述的油水界面法制備納米β-硅酸鈣空心球的方法，其特征在于，所述步驟I)中水浴的溫度為70?75°C，回流時(shí)間為2-4h。
5.如權(quán)利要求1所述的油水界面法制備納米β-硅酸鈣空心球的方法，其特征在于，所述步驟2)中油酸鈣的摩爾濃度為0.25mol/Lo
6.如權(quán)利要求1所述的油水界面法制備納米β-硅酸鈣空心球的方法，其特征在于，所述步驟2)中油溶性溶劑為環(huán)己烷、正己烷或甲苯。
7.如權(quán)利要求1所述的油水界面法制備納米β-硅酸鈣空心球的方法，其特征在于，所述步驟2)中硅酸鈉的摩爾濃度為0.25mol/Lo
8.如權(quán)利要求1所述的油水界面法制備納米β-硅酸鈣空心球的方法，其特征在于，所述步驟2)中水浴的溫度為70?75 °C，回流時(shí)間為2-4h。
9.如權(quán)利要求1所述的油水界面法制備納米β-硅酸鈣空心球的方法，其特征在于，所述步驟3)中交替洗滌具體為:先用無水乙醇洗滌，然后以8000rpm離心分離1min去除上清液；去離子水洗滌，8000rpm離心分離15min去除上清液，如此循環(huán)無水乙醇-去離子水洗滌3次；最后用無水乙醇洗滌，在8000rpm下離心分離1min得到沉淀。
10.如權(quán)利要求1所述的油水界面法制備納米β-硅酸鈣空心球的方法，其特征在于，所述步驟3)中的干燥溫度為60°C。
11.如權(quán)利要求1所述的油水界面法制備納米β-硅酸鈣空心球的方法，其特征在于，所述步驟3)中馬弗爐的煅燒溫度為800-900 0C，煅燒時(shí)間為2h。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種油水界面法制備納米β-硅酸鈣空心球的方法，其特征在于，室溫下，將油酸鈉以及氯化鈣加入到含有去離子水、無水乙醇、正己烷的三口燒瓶中，水浴加熱回流一定時(shí)間后，經(jīng)過后處理制得油酸鈣；將制得的油酸鈣加入到含有乙醇、油溶性溶劑的三口燒瓶中，45℃下使其充分溶解，隨后加入硅酸鈉的水溶液，水浴加熱回流一定時(shí)間；將制得的樣品分別用去離子水、乙醇交替洗滌，干燥后，將樣品在馬弗爐中煅燒即得納米β-硅酸鈣空心球。本發(fā)明操作方法簡單、重復(fù)性好、反應(yīng)條件易控，可制備分散性較好的納米β-硅酸鈣空心球。
【IPC分類】C01B33-24, B82Y40-00, B82Y30-00
【公開號(hào)】CN104609433
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510030337
【發(fā)明人】倪似愚, 于曉偉, 周興平, 李長艷
【申請(qǐng)人】東華大學(xué)
【公開日】2015年5月13日
【申請(qǐng)日】2015年1月21日