本文關(guān)鍵詞：含Sn（Ⅱ）羥基磷灰石的制備及表征

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【摘要】：隨著生活節(jié)奏的加快，口腔疾病的發(fā)病率逐年上升，具有抗菌功能的口腔護(hù)理產(chǎn)品應(yīng)運(yùn)而生。目前，抗菌口腔護(hù)理產(chǎn)品內(nèi)抗菌劑以抗生素為主，長(zhǎng)時(shí)間使用會(huì)增加口腔內(nèi)細(xì)菌的抗藥性并加重使用者罹患癌癥的風(fēng)險(xiǎn)。因此，制備出一種能夠釋放無(wú)機(jī)抗菌離子的抗菌劑是目前迫切的問(wèn)題。輕基磷灰石具有良好的生物活性，在使用過(guò)程能夠釋放出有助于牙齒礦化的離子，可以堵塞牙齒表面因酸蝕而產(chǎn)生的破損從而降低牙齒的敏感度。Sn元素在口腔護(hù)理產(chǎn)品中使用已經(jīng)有很長(zhǎng)歷史，早期主要以SnF2作為抗菌口腔護(hù)理產(chǎn)品的添加物。含有Sn(n)輕基磷灰石材料在使用過(guò)程中可以兼具降低牙齒敏感和抑制口腔細(xì)菌的雙重功效。 本文根據(jù)Sn元素以及輕基磷灰石的性質(zhì)推測(cè)出三種含Sn(n)輕基磷灰石材料可能結(jié)構(gòu)模型，通過(guò)使用ABINIT軟件計(jì)算獲得三種模型的缺陷形成能，按照缺陷形成能較低的模型的特點(diǎn)設(shè)計(jì)了制備方案；之后，使用沉淀法嘗試制備了含Sncn)輕基磷灰石粉體材料，并研究了制備工藝參數(shù)對(duì)材料純度以及晶胞參數(shù)的影響；最后，利用Rietveld法精修出材料模型中Sn原子的占位比，驗(yàn)證理論模型的正確性。本文主要研究?jī)?nèi)容和成果如下： 按照Sn的價(jià)態(tài)特點(diǎn)以及輕基磷灰石晶體的原子尺寸及位置，判斷出Sn原子取代位可能有三種，并推測(cè)出其為Cal位取代，Ca2位取代和P位取代模型。使用ABINIT軟件對(duì)模型進(jìn)行晶胞優(yōu)化計(jì)算，得到最終能量以及晶胞參數(shù)。最終計(jì)算出其形成能，確定Cal位取代和Ca2位取代發(fā)生率較高。 根據(jù)Cal位取代和Ca2位取代模型的特點(diǎn)，確定材料的摻雜類型為陽(yáng)離子置換型摻雜，按照結(jié)構(gòu)特點(diǎn)設(shè)計(jì)出制備工藝并且制備出含SnaD輕基磷灰石材料。通過(guò)調(diào)整工藝參數(shù)發(fā)現(xiàn)：反應(yīng)pH值得變化對(duì)產(chǎn)物純度有顯著影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明pH值維持在10可制備出SnCn)輕基磷灰石粉體；較高的反應(yīng)溫度會(huì)加速Sn(n)氧化為Sn(IV)，當(dāng)Sn(n)氧化為Sn(IV)時(shí)，，Sn(IV)很難進(jìn)入晶胞；實(shí)驗(yàn)表明陳化溫度設(shè)置在2(rc至8(rc之間比較適合反應(yīng)進(jìn)行；Sn的加入量有助于提升含Sn(n)輕基磷灰石的摻雜量；實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)隨著Sn摻雜量的增加，晶胞體積也隨之增加，這是由于Sn原子具有較高的電負(fù)性導(dǎo)致其對(duì)通道周圍0原子束縛能里減弱鍵長(zhǎng)增長(zhǎng)的原因。 最后，本文使用Rietveld法對(duì)樣品的XRD譜進(jìn)行全譜擬合，設(shè)計(jì)摻雜模型精修出其Cal位，Ca2位以及P位Sn原子的占位比例。結(jié)果表明，樣品中Sn取代位置集中在Cal位（Sn原子占位比為11.6%)和Ca2位（Sn原子占位比為7.4%)，這與模型設(shè)計(jì)和DFT計(jì)算結(jié)果的相符合。因此，含Sn(II)輕基磷灰石中Sn的取代摻雜主要以金屬陽(yáng)離子取代為主，Sn原子的取代發(fā)生在Cal位和Ca2位。
【關(guān)鍵詞】：輕基磷灰石 錫摻雜輕基磷灰石 沉淀法 結(jié)構(gòu)
【學(xué)位授予單位】：陜西科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：R783.1
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-11
• 1 緒論11-23
• 1.1 引言11
• 1.2 口腔問(wèn)題、Sn(Ⅱ)與羥基磷灰石11-13
• 1.2.1 常見(jiàn)口腔問(wèn)題及致病原因11-12
• 1.2.2 Sn(Ⅱ)的抗菌作用12
• 1.2.3 NovaMin配方與牙齒敏感12-13
• 1.2.4 羥基磷灰石作為牙膏添加劑的作用13
• 1.2.5 含Sn(Ⅱ)羥基磷灰石作為牙膏添加劑的作用13
• 1.3 陽(yáng)離子摻雜的羥基磷灰石13-17
• 1.3.1 羥基磷灰石13-15
• 1.3.2 陽(yáng)離子摻雜羥基磷灰石15-17
• 1.4 密度泛函理論(DFT)17-18
• 1.5 Rietveld 法精修18-20
• 1.6 晶體模型的獲取及設(shè)計(jì)20-21
• 1.7 研究思路及研究?jī)?nèi)容21-23
• 1.7.1 理論推斷21-22
• 1.7.2 研究思路及內(nèi)容22-23
• 2 材料結(jié)構(gòu)的預(yù)測(cè)23-28
• 2.1 結(jié)構(gòu)推測(cè)23-24
• 2.2 DFT計(jì)算與結(jié)果24-27
• 2.3 可能結(jié)構(gòu)的推測(cè)27-28
• 3 含Sn(Ⅱ)羥基磷灰石的制備28-32
• 3.1 制備工藝的設(shè)計(jì)28-29
• 3.2 制備和表征方法29-30
• 3.2.1 藥品及設(shè)備29
• 3.2.2 制備方法29-30
• 3.3 材料的表征手段30-32
• 3.3.1 X射線衍射衍射(XRD)30
• 3.3.2 掃描電子顯微鏡(SEM)30-31
• 3.3.3 X射線能譜儀(EDS)31
• 3.3.4 Rietveld 精修31-32
• 4 結(jié)果與討論32-47
• 4.1 Sn(Ⅱ)羥基磷灰石的特點(diǎn)32-34
• 4.2 濃堿洗滌工藝的影響34-35
• 4.3 不同Sn加入量的影響35-38
• 4.4 不同陳化溫度的影響38-42
• 4.5 不同反應(yīng)pH的影響42-44
• 4.6 取代位置的判斷44-47
• 5 結(jié)論與展望47-49
• 致謝49-50
• 參考文獻(xiàn)50-55
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄55-56

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：952956