Диссертация (1105732), страница 7
Текст из файла (страница 7)
РФАпоказал наличие большого количества примесной фазы Ag3PO4. Анализ химического составапосредством атомно-эмиссионной спектроскопии с индуктивно-связанной плазмой по Са и Рпоказал заниженное отношение Са/Р = 1.529 (у чистого Са-ГАП это отношение должноравняться 1.667).
У кальциевого гидроксиапатита, синтезированного аналогичным методом этоотношение чуть выше и равно 1.560, т.е. не достигает литературных значений. Подобнаязависимость была связана с образованием кальций дефицитного гидроксиапатита в случаечистого Са-ГАП и частичным замещением кальция на ионы серебра в случае допированногоСа-ГАП.2.3.2. Замещение кальция на элементы II группы2.3.2.1.
Замещение Са2+ на Mg2+ и Zn2+В работе [61] рассматривается введение 5 масс.% Mg2+ и Zn2+ в структуру кальциевогогидроксиапатита. Синтез проводили комплексным методом: осаждение из раствора ипоследующее прокаливание спрессованных таблеток при 1100оС. При помощи РФА былоустановлено отсутствие примесных фаз (рентгенограммы в статье не приводятся).
Параметрыэлементарной ячейки кальций-магниевого и кальций-цинкового апатита сравнивались спараметрами кальциевого гидроксиапатита, синтезированного тем же способом. Былоустановлено сильное уменьшение параметра а и небольшое увеличение параметра скристаллической решетки с введением ионов магния (a = 8.813 Å, c = 6.821 Å) и цинка (a =8.897 Å, c = 6.843 Å). Авторы работы оговаривают, что параметры решетки недопированногокальциевого гидроксиапатита (а = 8.959 Å, с = 6.810 Å), лежат в пределах 5% от «классических»а = 9.4302(5)Å, с = 6.8911(2)Å [35], что, по их мнению, является хорошим подтверждениемдостоверности полученных данных. Однако это может говорить и о невысокой достоверностиприведенных данных.
Подробного исследования кристаллической структуры и химическогосостава полученных материалов не проводилось.Авторы работы [62] рассматривают влияние различного содержания цинка (2, 5, 10 и 15моль.%) на стабильность гидроксиапатита в различных условиях термообработки (500-900оС).С помощью РФА было установлено, что фаза трикальциевого фосфата присутствует вматериалах, содержащих более 2% цинка при всех температурах отжига.
Количество фазы27трикальциевого фосфата растет с ростом температуры отжига содержания цинка. Параметрыэлементарной ячейки не исследовались.Кальциевый гидроксиапатит, содержащий 2 моль.% магния и цинка освещен в работе[63]. Материалы были синтезированы комбинированным методом: осаждение из раствора идальнейшее прокаливание на воздухе при 1100оС в форме порошка, а также спрессованныхтаблеток.
Посредством порошковой рентгенографии было установлено уменьшение параметровэлементарной ячейки по сравнению с кальциевым гидроксиапатитом, синтезированныманалогичным способом (таблица 3):Таблица 3. Параметры элементарной ячейки кальциевого гидроксиапатита, допированногоионами магния и цинка [63]a, Åc, ÅКальциевый гидроксиапатит9.4276.8882%Mg-ГАП9.3946.8762%Zn-ГАП9.3836.876Полученные материалы представляют собой чистую фазу апатита.
Более подробногоанализа кристаллической структуры не проводилось. Химический состав полученногоматериала уточняли при помощи рентгеноспектрального микроанализа - авторы отмечают, чтосостав полностью соответствует номинальному.Влияние цинка на формирование структуры кальциевого гидроксиапатита в ходе синтеза«мокрым» методом рассматривается в работе [64].
В ходе синтеза образцы, содержащие 0, 5, 10,15, 20, 40 и 70 моль.% цинка, подвергались кипячению при 90оС в течение 5 часов. Полученныйматериал подвергли высушиванию при 100оС в течение 10 часов. Было установлено, что фазаапатита образуется в чистом виде при содержании цинка до 15 моль.% включительно. Далее,более подробное исследование проводилось с материалами, содержащими 3, 5, 8, 10 и 15моль.% цинка.
Параметры элементарной ячейкиопределялись методом порошковойрентгенографии. Было установлено, что рост содержания цинка приводит к монотонномупадению параметра с с ≈6.880 Å до ≈6.855 Å. Параметр а уменьшается при росте содержанияцинка до 5% включительно с ≈9.430 Å до ≈9.420 Å. При дальнейшем увеличении содержанияцинка параметр а растет до ≈9.440 Å. Образцы, содержащие 0 и 10 моль.%, были исследованыдополнительно при помощи термогравиметрии.
Циклическое нагревание проводилось притемпературах от 0 до 1000оС. Нагревание сопровождается падением массы, однако приохлаждении масса образца восстанавливается. С ростом содержания цинка термическаястабильность полученных образцов падает.282.3.2.2. Замещение Ca2+ на Sr2+Синтез и характеризация кальций-стронциевых гидроксиапатитов описаны в работе [65].Образцы были получены комбинированным методом: при помощи «мокрого» метода,высушивания при 110оС с последующим прокаливанием при 950оС в течение 4 часов.Материалы были охарактеризованы посредством РФА как чистые фазы апатита. Более того,параметрыэлементарнойячейкикальциевогогидроксиапатитамонотоннорастутсувеличением содержания стронция: а растет с 9.418(3) до 9.760(3); с растет с 6.883(3) до7.284(3) (при 0 и 100% содержании стронция соответственно, линейная зависимость с R2 =99%).2.3.2.3. Замещение Ca2+ на Сd2+Чистый кадмиевый гидроксиапатит состава Cd10(PO4)6(OH)2 был получен авторами [66]гидротермальным методом синтеза (200оС в течение 2-х недель).
Параметры элементарнойячейки были установлены при помощи порошковой рентгенографии: а = 9.335(2) Å; с = 6.664(3)Å.Синтез и характеризация кальциевого гидроксиапатита, содержащего 2 моль.% кадмияописана в работе [63]. Образец был синтезирован комбинированным методом: осаждение израствора и дальнейшее прокаливание на воздухе при 1100оС в форме порошка, а такжеспрессованных таблеток. По результатам порошковой рентгенографии было установленоуменьшение параметров элементарной ячейки по сравнению с кальциевым гидроксиапатитом,синтезированным аналогичным методом (a = 9.372 Å вместо 9.427 Å; c = 6.866 Å вместо 6.888Å). Иных фаз, кроме фазы апатита, обнаружено не было.
Более глубокого анализакристаллической структуры не проводилось. Химический состав полученного материалауточняли при помощи рентгеноспектрального микроанализа - авторы отмечают, что составполностью соответствует номинальному.Вработе[67]рассматриваетсясерияобразцовкальциевогогидроксиапатита,содержащего кадмий в соотношении Ca:Cd от 10:0 до 0:10 с шагом 2. Образцы былисинтезированы методом «мокрой» химии при 100оС в течение 48 часов. Позже, образцы быливысушены при 70оС в течение 16 часов. Химический состав полученных образцов былустановлен посредством атомно-эмиссионной спектроскопии с индуктивно связанной плазмой:показано соответствие номинальному составу в пределах ±2%.
Параметры элементарнойячейки, установленные по данным порошковой рентгеновской дифракции, монотонноуменьшаются с ростом содержания кадмия: а падает с ≈9.45 до ≈9.38 Å; с падает с ≈6.91 до≈6.67 Å. Полученные материалы были дополнительно анализированы при помощи ИК29спектроскопии, СЭМ и ПЭМ. РФА, проведенный для образцов с содержанием кадмия всоотношении Ca:Cd от 10:0, 4:6 и 0:10, прокаленных при 1000оС в течение 2 часов в ходетермогравиметрии, показал частичное (при содержании кадмия 0%) и полное разрушение фазыапатита.2.3.3. Замещение кальция на элементы III группы2.3.3.1.
Замещение Ca2+ на Y3+Кальций-иттриевый оксигидроксиапатит состава Ca10-xYx(PO4)6(ОН)2-х-2уОх+у□у где х =0-1, описан в работе [68]. Синтез проводили комбинированным методом. Образцы, полученныеосаждением из раствора, были разделены на серии, каждую из которых подвергли дальнейшемупрокаливанию при различных температурах: 800оС на воздухе, 1250оС на воздухе, 1250оС впотоке водяного пара. Отдельная серия была синтезирована твердофазным методом при1350оС. Полученные материалы были проанализированы при помощи ИК спектроскопии,термогравиметрии и дифференциального термического анализа.
Дополнительно исследоваласьионная проводимость, максимальное значение которой было установлено для образца,отожженного в потоке водяного пара: σ = 10-4 См•см-1. РФА и исследование параметровэлементарной ячейки не проводилось.В работе [69] освещен синтез и анализ наноусов кальциевого гидроксиапатита,легированного ионами иттрия, в количестве 5 масс.%.
Синтез проводили при помощигидротермального метода при температуре 180оС в течение 24 часов. После, полученныйматериал промывали и высушивали при 100оС в течение ночи, перетирали и отжигали притемпературе 600оС в течение 2 часов. В соответствии с данными РФА, иттрий-содержащийкальциевый оксигидроксиапатит не содержит примесных фаз. Посредством ПЭМ высокогоразрешения была установлена морфология полученных наноусов – шестигранных стержнейдлиной 95-115 нм и диаметром 15-25 нм. Подробного исследования параметров элементарнойячейки не проводилось.Кальциевый гидроксиапатит, содержащий 5 масс.% Y3+, описан в работе [61].
Синтезкальций-иттриевого апатита был проведен комплексным методом: осаждение из раствора ипоследующее прокаливание спрессованных таблеток при 1100оС. С помощью РФА былоустановлено отсутствие примесных фаз. Параметры элементарной ячейки кальций-иттриевогоапатита сравнивались с параметрами кальциевого гидроксиапатита, синтезированного тем жеспособом (а = 8.959 Å, с = 6.810 Å).
Было установлено уменьшение параметра а и увеличениепараметра с с введением ионов иттрия (a = 8.901 Å, c = 6.855 Å). Однако параметрыэлементарнойячейкичистогокальциевогогидроксиапатитасильноотличаютсяот30«классических» (а = 9.4302(5) Å, с = 6, 8911(2) Å, [35]), что может говоить о невысокойдостоверности приведенных данных. Подробного исследования кристаллической структуры ихимического состава полученных материалов не проводилось.Кальциевый гидроксиапатит, содержащий 2, 3, 4, 5, 6, и 7 моль.% иттриярассматривается в работе [63]. Образцы были синтезированы комбинированным методом:осаждение из раствора и дальнейшее прокаливание на воздухе при 1100оС в форме порошка, атакже спрессованных таблеток. Посредством РФА было установлено уменьшение параметровэлементарной ячейки по сравнению с кальциевым гидроксиапатитом, синтезированныманалогичным способом (таблица 4):Таблица 4.
Параметры элементарной ячейки кальциевого гидроксиапатита, допированногоионами иттрия [63]a, Åc, ÅКальциевый гидроксиапатит9.4276.8882%Y-ГАП9.4076.8777%Y-ГАП9.3386.845Полученные материалы представляют собой фазу апатита. Методом РФА былоустановлено, что количество примесной фазы не превышает 0.5 масс.%. Более подробногоанализа кристаллической структуры не проводилось. Химический состав полученногоматериала уточняли при помощи рентгеноспектрального микроанализа - авторы отмечают, чтосостав полностью соответствует номинальному.Авторы работы [70] описывают кальций-иттриевый оксигидроксиапатит составаCa10-xYx(PO4)6O2H2-x где x = 0.01, 0.03, 0.05, 0.10 и 0.15, синтезированный путем осаждения израствора (кипячение в течение 48 часов и сушка при 70оС в течение 16 часов). ПосредствомРФА было установлено отсутствие примесных фаз, за исключением образца с х = 0.15, вкотором были обнаружены следы фосфата иттрия.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
