專利名稱：銀-羥基磷灰石納米復(fù)合材料的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及納米材料領(lǐng)域，具體涉及一種銀-羥基磷灰石納米復(fù) 合材料的電化學(xué)制備方法。
背景技術(shù)：
銀具有較高的抗菌性能較高，目前制備的無(wú)機(jī)抗菌劑很多都包含 銀及其化合物。為了擴(kuò)展它的應(yīng)用范圍，人們采用了內(nèi)部有空洞結(jié)構(gòu) 的羥基磷灰石作為載體，這樣制備的銀-羥基磷灰石復(fù)合材料，既具 有優(yōu)異的骨引導(dǎo)性和結(jié)合性，摻雜的銀又能有效改善材料的抗菌性 能，進(jìn)而降低炎癥的發(fā)生率。同時(shí)由于銀的熱膨脹系數(shù)比羥基磷灰石 高，可以有效增強(qiáng)復(fù)合材料的韌性，提高涂層界面的結(jié)合強(qiáng)度。
目前銀-羥基磷灰石復(fù)合材料的制備方法主要包括等離子體噴涂 法和水熱法，存在設(shè)備昂貴和操作復(fù)雜的問(wèn)題，造成材料成本高，阻 礙了應(yīng)用推廣。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種操作簡(jiǎn) 單，成本低且在溫和條件下能制備銀-羥基磷灰石納米復(fù)合材料的方 法。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案
一種銀-羥基磷灰石納米復(fù)合材料的制備方法，該方法是采用陰極電沉積法，以鈦片為工作電極，利用外加電場(chǎng)作用，在陰極發(fā)生化 學(xué)反應(yīng)，使離子在陰極發(fā)生反應(yīng),進(jìn)而在基體上沉積。上述陰極電沉積法制備銀-羥基磷灰石納米復(fù)合材料的具體實(shí)施 步驟如下(1) 配制溶液l，所述溶液l含有Ca^、 NH4，nH202;(2) 配制溶液2，所述溶液2含有Ag+和硫脲；(3) 將上述溶液1和溶液2混合，將混合液加熱到一定溫度，維 持該溫度，將混合液恒溫?cái)嚢杈鶆蚝螅遭伷瑸楣ぷ麟姌O，通過(guò)外加 電場(chǎng)，進(jìn)行恒電位沉積；(4)將上述沉積完畢后的沉積樣品放置于堿溶液中熱處理，即得 銀-羥基磷灰石納米復(fù)合材料。上述步驟(1)中，溶液l為含有Ca2、 NH4+和H202的溶液，其 中，Ca^的濃度為0.01mol/L， NH/的濃度為0.01mol/L， H202的濃度 為0.02mol/L。上述步驟(2)中，溶液2含有八§+和硫脲，并用酸調(diào)節(jié)溶液2 的終pH不能超過(guò)4，通常選擇pH-4，因?yàn)閜H超過(guò)4會(huì)引起銀離子 的水解；Ag+的濃度為O.llmol/L;硫脲的加入是防止銀離子水解的， 硫脲的濃度對(duì)本發(fā)明的影響不大，具體實(shí)施時(shí)可以選擇硫脲的濃度為 200g/L;溶液2可以選用硝酸來(lái)調(diào)節(jié)其pH，因?yàn)橄跛岵粫?huì)使銀離子 沉淀，而鹽酸與硫酸都會(huì)使得銀離子沉淀，所以不予選用。本發(fā)明中，溶液1中和溶液2中均分別加入11202和硫脲，因?yàn)?11202能夠提供氫氧根，硫脲可以防止銀離子水解。上述步驟(3)中，將混合液加熱到60~70°C，維持該溫度，將 混合液恒溫?cái)嚢杈鶆蚝?，進(jìn)行恒電位沉積，這里采用的電位為-0.2V 或更負(fù)(相對(duì)于飽和甘汞參比電極)。上述制備方法中，在配制溶液1和溶液2時(shí)，選擇的試劑要確保 溶液1和溶液2所含的離子彼此之間不發(fā)生沉淀反應(yīng)。上述步驟(4)中，所述熱處理的處理溫度為60~70°C，熱處理 時(shí)間一般為24小時(shí)。上述步驟(3)中的加熱和步驟(4)中的熱處理，其溫度都是選 擇在6(H7(TC，目的是加快反應(yīng)進(jìn)行，而且在具體實(shí)施時(shí)，并不要求 兩個(gè)溫度的選擇要保持一致。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果l.本發(fā)明的銀-羥 基磷灰石納米復(fù)合材料制備方法可以在常溫下進(jìn)行，生產(chǎn)過(guò)程簡(jiǎn)單， 儀器設(shè)備所需投資較低；2.本發(fā)明的銀-羥基磷灰石納米復(fù)合材料制 備方法屬于非線形過(guò)程，能在形狀復(fù)雜的基體上沉積得到均勻的涂 層；3.本發(fā)明的銀-羥基磷灰石納米復(fù)合材料制備方法，其原料廉價(jià) 經(jīng)濟(jì)，利用率高。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例l銀-羥基磷灰石納米復(fù)合材料本實(shí)施例的銀-羥基磷灰石納米復(fù)合材料，其制備方法包括如下 步驟(1)配制含0.01 mol/LCa(N03)2、 O.01mol/L NH4H2P04和0.02 mol/L H202的溶液l;(2) 配制含20 g/L AgNCb和200 g/L硫脲的溶液2，并用硝酸 將溶液2的終pH調(diào)節(jié)到4;(3) 將上述溶液1和溶液2混合，加熱到6(TC后，在6(TC將混 合液恒溫?cái)嚢杈鶆蚝?，進(jìn)行恒電位沉積，所用電位為-0.2 V (相對(duì) 于飽和甘汞參比電極)；(4) 沉積完畢后，將沉積所得樣品放置于5 mol/L的NaOH溶液 中，6(TC熱處理24小時(shí)，即得銀-羥基磷灰石納米復(fù)合材料。實(shí)施例2銀-羥基磷灰石納米復(fù)合材料本實(shí)施例的銀-羥基磷灰石納米復(fù)合材料，其制備方法包括如下 步驟(1) 配制含0.01 mol/LCa(N03)2、 0.01mol/L NH4H2P04和0.01 mol/L H202的溶液l;(2) 配制含20 g/L AgN03和150 g/L硫脲的溶液2，并用硝酸 將溶液2的終pH調(diào)節(jié)到4;(3) 將上述溶液l和溶液2混合，加熱到60。C后，在6(TC將混 合液恒溫?cái)嚢杈鶆蚝螅M(jìn)行恒電位沉積，所用電位為-0.2 V (相對(duì) 于飽和甘汞參比電極)；(4) 沉積完畢后，將沉積所得樣品放置于5 mol/L的NaOH溶液 中，6(TC熱處理24小時(shí)，即得銀-羥基磷灰石納米復(fù)合材料。實(shí)施例3 銀-羥基磷灰石納米復(fù)合材料本實(shí)施例的銀-羥基磷灰石納米復(fù)合材料，其制備方法包括如下步驟(1) 配制含0.01 mol/LCa(N03)2、 0.01mol/L NH4H2P04和0.02 mol/L H202的溶液l;(2) 配制含20 g/L AgN03和200 g/L硫脲的溶液2，并用硝酸 將溶液2的終pH調(diào)節(jié)到4;(3) 將上述溶液1和溶液2混合，加熱到7(TC后，在70'C將混 合液恒溫?cái)嚢杈鶆蚝?，進(jìn)行恒電位沉積，所用電位為-0.2 V (相對(duì) 于飽和甘汞參比電極)；(4) 沉積完畢后，將沉積所得樣品放置于5 mol/L的NaOH溶液 中，7(TC熱處理24小時(shí)，即得銀-羥基磷灰石納米復(fù)合材料。實(shí)施例4銀-羥基磷灰石納米復(fù)合材料本實(shí)施例的銀-羥基磷灰石納米復(fù)合材料，其制備方法包括如下 步驟(1) 配制含0.01 mol/LCa(N03)2、 0.01mol/L NH4H2P04和0.02 mol/L H202的溶液l;(2) 配制含20 g/L AgN03和200 g/L硫脲的溶液2，并用硝酸 將溶液2的終pH調(diào)節(jié)到4;(3) 將上述溶液1和溶液2混合，加熱到7(TC后，在7(TC將混 合液恒溫?cái)嚢杈鶆蚝螅M(jìn)行恒電位沉積，所用電位為-0.3 V (相對(duì) 于飽和甘汞參比電極)；(4) 沉積完畢后，將沉積所得樣品放置于5 mol/L的NaOH溶液中，7(TC熱處理24小時(shí)，即得銀-羥基磷灰石納米復(fù)合材料。
權(quán)利要求
1、一種銀-羥基磷灰石納米復(fù)合材料的制備方法，其特征是采用陰極電沉積法，包括如下步驟(1)配制溶液1，所述溶液1含有Ca2+、H2PO4-和H2O2；(2)配制溶液2，所述溶液2含有Ag+和硫脲；(3)將上述溶液1和溶液2混合，加熱并恒溫?cái)嚢杈鶆蚝螅汶娢怀练e；(4)將上述沉積完畢后的沉積樣品放置于堿溶液中熱處理，即得銀-羥基磷灰石納米復(fù)合材料。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述銀-羥基磷灰石納米復(fù)合材料的制備方法， 其特征在于所述溶液1中，Ca^濃度為O.01mol/L， NH/濃度為 O.01mol/L， H202的濃度為0.02mol/L。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述銀-羥基磷灰石納米復(fù)合材料的制備方法， 其特征在于所述溶液2中，Ag+的濃度為0.11mol/L。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述銀-羥基磷灰石納米復(fù)合材料的制備方法， 其特征在于步驟(3)中，所述加熱并恒溫?cái)嚢铻榧訜岬?0 ~70°C 后維持該溫度恒溫?cái)嚢琛?br> 5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述銀-羥基磷灰石納米復(fù)合材料的制備方法， 其特征在于步驟(3)中，所述恒電位沉積的電位為小于等于-0.2￥。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述銀-羥基磷灰石納米復(fù)合材料的制備方法， 其特征在于步驟(4)中，所述熱處理的處理溫度為60 7(TC。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種銀-羥基磷灰石納米復(fù)合材料的制備方法，該方法是采用陰極電沉積法，將含鈣離子、磷酸二氫根和銀離子的水溶液，以鈦片作為工作電極，外加電場(chǎng)進(jìn)行恒電位沉積，然后通過(guò)堿溶液熱處理，即得銀-羥基磷灰石納米復(fù)合材料。本發(fā)明的銀-羥基磷灰石納米復(fù)合材料制備方法克服了現(xiàn)有方法存在的設(shè)備昂貴和操作復(fù)雜的問(wèn)題，能夠在溫和的條件下得到具有良好抗菌性能的銀-羥基磷灰石納米復(fù)合材料，其生產(chǎn)過(guò)程簡(jiǎn)單，儀器設(shè)備所需投資較低。本發(fā)明的銀-羥基磷灰石納米復(fù)合材料制備方法屬于非線形過(guò)程，能在形狀復(fù)雜的基體上沉積得到均勻的涂層。本發(fā)明的銀-羥基磷灰石納米復(fù)合材料制備方法，其原料廉價(jià)經(jīng)濟(jì)，利用率高。
文檔編號(hào)C25D13/00GK101294297SQ20081002876
公開日2008年10月29日 申請(qǐng)日期2008年6月12日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月12日
發(fā)明者鵬 劉, 劉建平, 葉劍清, 革 張, 童葉翔 申請(qǐng)人:中山大學(xué)