一種空心碳酸鈣微球的制備方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于鈣的碳酸鹽的制備，涉及一種空心碳酸鈣微球的制備方法。該方法利用簡單有效的化學沉淀法，在精準的控制實驗條件和試驗參數的基礎上，得到了形貌和尺寸均一的微米級碳酸鈣空心球，該材料有望進一步應用于藥物定向運輸治療疾病。
【背景技術】
[0002]隨著技術的發展，人們發現，當材料尺寸達到納米尺度時，由于微米或納米尺寸空心球密度小、比表面大、球壁一般為納米結構，往往表現出許多異于塊體材料。實心顆粒的物理化學性質，如光學、電學、磁學性質，在許多領域如光、電、磁、緩釋膠囊、藥物傳輸、輕質填料、選擇性吸附、催化等具有潛在的應用價值，因此，近年來具有不同組成的空心微球的研究引起人們越來越多的關注(Y.S.Han et al, J.Cryst.Growth, 2005, 276, 541-548.)。
[0003]碳酸鈣(CaCO3)是石灰石的主要無機成分，在自然界中大量存在并廣泛應用于工業生產。由于其良好的生物活性，成為重要的研究對象；碳酸鈣是一種無毒且生物相容性良好的材料，具有生物降解性而且降解速率適宜，因此在制藥學、生物學及化妝品工業等方面具有潛在的應用前景。其中在當代制備納米結構碳酸鈣的方法有復分解法，碳化法，溶膠一凝膠法(L.M.Qi et al, Adv.Mater.2002，14，300-303.)。
[0004]中空的碳酸鈣微球是一類重要的材料，由于他們獨特的結構、光學性質和表面性能使得它們擁有非常廣泛的應用(Y.Wen et al, Mater.Lett.2003, 57, 2557-2565.)。利用有機模板或者修飾劑來控制成核、生長以合成形貌復雜的無機材料的策略已經得到了廣泛的應用。作為在工業中廣泛應用且效果顯著的添加劑，各種各樣的表面活性劑已經在結晶學中得到了極大的關注。近些年來，利用高分子-表面活性劑體系控制合成無機晶體已經成為了一個研究熱點。然而，盡管這些方法得到了廣泛的應用，但是很少有在水相當中利用高分子-表面活性劑復合結構來進行碳酸I丐的合成研究(B.Cheng et al, Mater.Lett.2004，58，1565-1570.)。
【發明內容】
[0005]本發明所要解決的首要技術問題是提供一種工藝簡單、操作安全、成本低的微米碳酸鈣空心球的制備方法。
[0006]本發明解決上述技術問題所采用的技術方案為:一種微米碳酸鈣空心球的制備方法，其特征在于包括如下步驟:
[0007](I)取聚乙烯吡咯烷酮(PVP) 1.0?10.0g，加入10?30ml蒸餾水，置于20?35°C環境下，電磁攪拌5?15min得澄清透明的A液。
[0008](2)稱取10.0?15.0g氯化鈣(CaCl2)，溶于50?10ml蒸餾水中，置于20?35 °C環境下，
[0009]電磁攪拌5?15min得澄清透明的B液。
[0010](3)稱取12.0?18.0g碳酸鉀(Ka2CO3)，溶于50?10ml蒸餾水中，置于20?35 °C環境下，電磁攪拌5?15min。得澄清透明的C液。
[0011](4)分別量取5?1ml A并與5?1ml B、C溶液進行混合，得到透明澄清的液體D、E，并將D、E液體置于20?35°C環境下，電磁攪拌5?30min。
[0012](5)將D液體緩慢滴(I?2d/s)加到E液體中，并將混合后的液體F置于20?35°C環境下，電磁攪拌20?60min。
[0013](6)將混合液F離心，得到白色沉淀，將白色沉淀用蒸餾水洗滌I?3次，再用有機溶劑洗滌I?3次，得到白色沉淀保持40?60°C，干燥6?12h。
[0014]以上各個物質的質量或者體積是以無水氯化鈣10.0?15.0g為基準計算的，對于其他質量的無水氯化鈣，以上各個物質的質量或者體積做一致地調整，這些是本領域技術人員能夠理解或者操作的。
[0015]與現有技術相比，本發明的優點在于:采用簡單的化學沉淀法得到微米碳酸鈣空心球的工藝:該方法工藝簡單、操作安全、成本低、重復性好，適宜規模化生產；所得微米碳酸鈣空心球分散性好；表面具有多孔結構，具有相對大的比表面積；在醫學方面具有很高的應用潛力。
【附圖說明】
[0016]圖1為實施例1中微米碳酸鈣空心球的掃描電子顯微鏡照片；
[0017]圖2為實施例2中微米碳酸鈣空心球的透射電子顯微鏡照片；
[0018]圖3為實施例3中微米碳酸鈣空心球的掃描電子顯微鏡照片。
【具體實施方式】
:
[0019]以下結合附圖實施例對本發明作進一步詳細描述。
[0020]實施例1
[0021]①取聚乙烯吡咯烷酮(PVP) 10.0g,加入30ml蒸餾水，置于30°C環境下，電磁攪拌1min得澄清透明的A液。
[0022]②稱取11.1g氯化鈣(CaCl2)，溶于50ml蒸餾水中，置于30°C環境下，電磁攪拌1min得澄清透明的B液。
[0023]③稱取13.Sg碳酸鉀(Ka2CO3)，溶于50ml蒸餾水中，置于30°C環境下，電磁攪拌1min。得澄清透明的C液。
[0024]④分別量取5ml A并與1ml B、C溶液進行混合，得到透明澄清的液體D、E，并將D、E液體置于30°C環境下，電磁攪拌5min。
[0025]⑤將D液體緩慢滴(ld/s)加到E液體中，并將混合后的液體F置于30°C環境下，電磁攪拌30min。
[0026]⑥將混合液F離心，得到白色沉淀，將白色沉淀用蒸餾水洗滌I?3次，再用有機溶劑洗滌I?3次，得到白色保持50°C，干燥12h。
[0027]所得樣品用掃描電鏡觀察其微觀形貌，如圖2所示，樣品為3微米左右的空心球，壁厚度約為800納米左右"壁厚度約為200納米左右。
[0028]實施例2
[0029]①取聚乙烯吡咯烷酮(PVP) 10.0g,加入30ml蒸餾水，置于30°C環境下，電磁攪拌1min得澄清透明的A液。
[0030]②稱取11.1g氯化鈣(CaCl2)，溶于50ml蒸餾水中，置于30°C環境下，電磁攪拌1min得澄清透明的B液。
[0031]③稱取13.Sg碳酸鉀(Ka2CO3)，溶于50ml蒸餾水中，置于30°C環境下，電磁攪拌1min。得澄清透明的C液。
[0032]④分別量取5ml A并與1ml B、C溶液進行混合，得到透明澄清的液體D、E，并將D、E液體置于30°C環境下，電磁攪拌5min。
[0033]⑤將D液體緩慢滴(ld/s)加到E液體中，并將混合后的液體F置于30°C環境下，電磁攪拌45min。
[0034]⑥將混合液F離心，得到白色沉淀，將白色沉淀用蒸餾水洗滌I?3次，再用有機溶劑洗滌I?3次，得到白色沉淀保持50°C，干燥12h。
[0035]所得樣品用透射電鏡觀察其微觀形貌，如圖1所示，樣品為3微米左右的空心球，壁厚度約為800納米左右。
[0036]實施例3
[0037]①取聚乙烯吡咯烷酮(PVP) 10.0g,加入30ml蒸餾水，置于30°C環境下，電磁攪拌1min得澄清透明的A液。
[0038]②稱取11.1g氯化鈣(CaCl2)，溶于50ml蒸餾水中，置于30°C環境下，電磁攪拌1min得澄清透明的B液。
[0039]③稱取13.Sg碳酸鉀(Ka2CO3)，溶于50ml蒸餾水中，置于30°C環境下，電磁攪拌1min。得澄清透明的C液。
[0040]④分別量取5ml A并與1ml B、C溶液進行混合，得到透明澄清的液體D、E，并將D、E液體置于30°C環境下，電磁攪拌5min。
[0041]⑤將D液體緩慢滴(ld/s)加到E液體中，并將混合后的液體F置于30°C環境下，電磁攪拌45min。
[0042]⑥將混合液F離心，得到白色沉淀，將白色沉淀用蒸餾水洗滌I?3次，再用有機溶劑洗
[0043]滌I?3次，得到白色沉淀保持50 V，干燥12h。
[0044]所得樣品用掃描電鏡觀察其微觀形貌，如圖2所示，樣品為3微米左右的空心球，壁厚度約為1000納米左右。
【主權項】
1.一種微米級碳酸鈣空心球的制備方法，其特征是包括下列步驟: (1)取聚乙烯吡咯烷酮(PVP)1.0?10.0g，加入10?30ml蒸餾水，置于20?35°C環境下，電磁攪拌5?15min得澄清透明的A液。 (2)稱取10.0?15.0g氯化鈣(CaC12)，溶于50?10ml蒸餾水中，置于20?35°C環境下，電磁攪拌5?15min得澄清透明的B液。 (3)稱取12.0?18.0g碳酸鉀(Ka2C03)，溶于50?10ml蒸餾水中，置于20?35°C環境下，電磁攪拌5?15min。得澄清透明的C液。 (4)分別量取5?1mlA并與5?1ml B、C溶液進行混合，得到透明澄清的液體D、E，并將D、E液體置于20?35 °C環境下，電磁攪拌5?30min。 (5)將D液體緩慢滴(I?2d/s)加到E液體中，并將混合后的液體F置于20?35°C環境下，電磁攪拌20?60min。 (6)將混合液F離心，得到白色沉淀，將白色沉淀用蒸餾水洗滌I?3次，再用無水乙醇洗滌I?3次。得到白色沉淀保持40?60°C，干燥6?12h。2.按權利要求1所述微米碳酸鈣空心球的制備方法，其特征是:所述步驟(I)中所用的聚乙烯吡咯烷酮的平均分子量K值為30。3.按權利要求1所述微米碳酸鈣空心球的制備方法，其特征是:所述步驟(2)中所用的氯化鈣必須為無水氯化鈣。4.按權利要求1所述微米碳酸鈣空心球的制備方法，其特征是:所述步驟￠)中洗滌沉淀時所用的有機溶劑可以為甲醇或是乙醇。5.按權利要求4所述微米碳酸鈣空心球的制備方法，其特征是:A液加入到B、C液體中時，可以是滴加，也可以是快速加入。
【專利摘要】一種微米級碳酸鈣空心球的制備方法，其利用化學沉淀法，在不同的陳化時間下，獲得顆粒內徑約為3微米，壁厚大約為200nm、800nm和1000nm的碳酸鈣空心球，本方法中得到的空心球具有相對較大的比表面積；粒徑大小和外殼的厚度的調節范圍比較大，拓寬了空心球的尺寸可調領域；該方法工藝簡單、操作安全、成本低、重復性好，適宜規模化生產后，能在醫學方面作為藥物載體具有很高的潛在應用價值。
【IPC分類】C01F11/18
【公開號】CN105502461
【申請號】CN201410457700
【發明人】儲德清, 王澳軒, 孫洪明, 王立敏, 馬忠超
【申請人】天津工業大學
【公開日】2016年4月20日
【申請日】2014年9月9日