一種油水界面法制備納米β-硅酸鈣空心球的方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于納米β -硅酸鈣空心球的制備領域，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】
[0002]近幾年來，人們對硅酸鈣的生物活性給予了很大的關注，并試圖將其用于生物領域。實驗證明，硅酸鈣具有良好的誘導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。體內外實驗表明硅酸鈣無細胞毒性且具有良好的生物活性，具有促進成骨細胞生長的作用。
[0003]目前，關于制備納米β -硅酸鈣空心球的研宄報道較少，而納米空心球作為一種新型功能材料，具有很大的內部空間，這種特殊的結構使它可作為客體物質的載體，從而在醫學和制藥領域有著廣泛的應用，例如藥物控制釋放，生物標記等。此外，空心球的結構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，因而其應用領域不斷拓寬。

【發明內容】

[0004]本發明所要解決的技術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、重復性好、反應條件易控，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]優選地，所述步驟I)中氯化鈣的摩爾濃度為3.0mol/L。
[0011]優選地，所述步驟I)中水浴的溫度為70?75°C，回流時間為2-4h。
[0012]優選地，所述步驟2)中油酸鈣的摩爾濃度為0.25mol/Lo
[0013]優選地，所述步驟2)中油溶性溶劑為環己烷、正己烷或甲苯。
[0014]優選地，所述步驟2)中硅酸鈉的摩爾濃度為0.25mol/L?
[0015]優選地，所述步驟2)中水浴的溫度為70?75°C，回流時間為2_4h。
[0016]優選地，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]優選地，所述步驟3)中的干燥溫度為60°C。
[0018]優選地，所述步驟3)中馬弗爐的煅燒溫度為800-900 °C，煅燒時間為2h。
[0019]本發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，是化學反應發生在兩相的界面，一般是兩個互不相容的油水界面發生的反應。利用反應中的兩個相，可以將反應物分別分散在上下兩個液體中，使產物合成于兩相的界面處，進而改變晶體的各種理化性質。該方法的主要優點是操作方法簡單、重復性好、反應條件易控、制備出的納米β -硅酸鈣空心球的直徑為100-300nm，壁厚9_18nm。
[0020]與現有技術相比，本發明具有如下的突出的優異效果:
[0021](I)本發明的操作方法簡單、重復性好、反應條件易控、溫度要求較低。
[0022](2)本發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。
【具體實施方式】
[0026]為使本發明更明顯易懂，茲以優選實施例，并配合附圖作詳細說明如下。
[0027]實施例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)反應結束后，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。鼓風干燥箱內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)反應結束后，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。鼓風干燥箱內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)反應結束后，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。鼓風干燥箱內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，為本發明提供的一種油水界面法制備納米硅酸鈣空心球的反應流程圖。
[0043]圖2為實施例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為實施例1，b為實施例2，c為實施例3。
[0044]圖3為實施例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為實施例1，c、d為實施例2，e、f為實施例3。
[0045]由圖可知，實施例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。
【主權項】
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，回流時間為2-4h。
5.如權利要求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)中油溶性溶劑為環己烷、正己烷或甲苯。
7.如權利要求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，回流時間為2-4h。
9.如權利要求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，煅燒時間為2h。
【專利摘要】本發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間后，經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。本發明操作方法簡單、重復性好、反應條件易控，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】CN104609433
【申請號】CN201510030337
【發明人】倪似愚, 于曉偉, 周興平, 李長艷
【申請人】東華大學
【公開日】2015年5月13日
【申請日】2015年1月21日