Журнал неорганической химии, 2020, T. 65, № 12, стр. 1626-1632

Механохимический синтез апатита с одновременным замещением кальция на лантан и фосфата на силикат

С. В. Макарова a*, Н. В. Булина ab, И. Ю. Просанов a, А. В. Ищенко bc, М. В. Чайкина a

a Институт химии твердого тела и механохимии СО РАН
630128 Новосибирск, ул. Кутателадзе, 18, Россия

b Новосибирский государственный университет
630090 Новосибирск, ул. Пирогова, 1, Россия

c Институт катализа им. Г.К. Борескова СО РАН
630090 Новосибирск, пр-т Лаврентьева, 5, Россия

* E-mail: makarova@solid.nsc.ru

Поступила в редакцию 13.04.2020
После доработки 04.07.2020
Принята к публикации 20.07.2020

Аннотация

Представлены результаты исследования процесса механохимического синтеза апатитов с одновременным замещением кальция на лантан и фосфата на силикат. Реагенты реакционных смесей взяты таким образом, чтобы получить соединения, содержащие равные концентрации лантана и кремния. Синтез проведен в планетарной мельнице АГО-2. Показано, что при синтезе замещенного апатита полная конверсия исходных реагентов происходит за большее время, чем требуется для получения незамещенного гидроксиапатита. Обнаружено, что для получения лантан-силикат-замещенного апатита со степенью замещения менее 6 моль длительность механохимического синтеза должна составлять 40 мин. При концентрации заместителей более 6 моль полная конверсия исходных реагентов происходит после 100 мин механического воздействия.

Ключевые слова: замещенный апатит, лантан, силикатная группа, механохимический синтез

DOI: 10.31857/S0044457X20120119

Список литературы

  1. Dorozhkin S.V. // Prog. Biomater. 2016. V. 5. № 1. P. 9. https://doi.org/10.1007/s40204-015-0045-z

  2. Farag M.M., Hui-suk Yun. // Mater. Lett. 2014. V. 132. P. 111. https://doi.org/10.1016/j.matlet.2014.06.055

  3. Rodriguez G., Dias J., d’Avila M.A., Bartolo P. // Procedia Eng. 2013. V. 59. P. 263. https://doi.org/10.1016/j.proeng.2013.05.120

  4. Ang T.H., Sultana F.S.A., Hutmacher D.W. et al. // Mater. Sci. Eng., C. 2002. V. 20. № 1–2. P. 35. https://doi.org/10.1016/S0928-4931(02)00010-3

  5. Lee J.S., Seol Y.J., Sung M. et al. // Int. J. Precision Eng. Manuf. 2016. V. 17. № 12. P. 1711. https://doi.org/10.1007/s12541-016-0198-2

  6. Li X., Zhang S., Zhang X. et al. // Mater. Design. 2017. V. 114. P. 149. https://doi.org/10.1016/j.matdes.2016.10.054

  7. Staffa G., Nataloni A., Compagnone C., Servadei F. // Acta Neurochir. 2007. V. 149. № 2. P. 161. https://doi.org/10.1007/s00701-006-1078-9

  8. Supova M. // Ceram. Int. 2015. V. 41. № 8. P. 9203. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2015.03.316

  9. Путляев В.И., Сафронова Т.В. // Стекло и керамика. 2006. № 3. С. 30.

  10. Porter A.E., Patel N., Skepper J.N. et al. // Biomater. 2003. V. 24. № 25. P. 4609. https://doi.org/10.1016/S0142-9612(03)00355-7

  11. Pietak A.M., Reid J.W., Stott M.J., Sayer M. // Biomater. 2007. V. 28. № 28. P. 4023. https://doi.org/10.1016/j.biomaterials.2007.05.003

  12. Nandyala S.H., Santos J.D. Current trends on glass and ceramic materials. Bentham Science Publ., 2012. P. 185.

  13. Barta C.A., Sachs-Barrable K., Jia J. et al. // Dalton Trans. 2007. № 43. P. 5019. https://doi.org/10.1039/B705123A

  14. Guo D.G., Wang A.H., Han Y., Xu K.W. // Acta Biomater. 2009. V. 5. № 9. P. 3512. https://doi.org/10.1016/j.actbio.2009.05.026

  15. Zan Q.F., Han Y.C., Dong L.M. et al. // Key Eng. Mater. 2010. V. 434. P. 617. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/KEM.434-435.617

  16. Ezhova Z.A., Zakharov N.A., Koval E.M., Kuznetsov N.T. // Russ. J. Inorg. Chem. 2018. V. 63. № 8. P. 1001. https://doi.org/10.1134/S0036023618080065

  17. Фадеева И.В., Фомин А.С., Баринов С.М. // ДАН. 2018. С. 343. https://doi.org/10.30791/978-5-902063-58-2-343-357

  18. Ma J., Wang Y., Zhou L., Zhang S. // Mater. Sci. Eng., C. 2013. V. 33. № 1. P. 440. https://doi.org/10.1016/j.msec.2012.09.011

  19. Bulina N.V., Chaikina M.V., Prosanov I.Y. et al. // Mater. Sci. Eng., C. 2018. V. 92C. P. 435. https://doi.org/10.1016/j.msec.2018.06.057

  20. Silva C.C., Graça M.P.F., Valente M.A., Sombra A.S.B. // J. Mater. Sci. 2007. V. 42. № 11. P. 3851. https://doi.org/10.1007/s10853-006-0474-0

  21. Fahami A., Ebrahimi-Kahrizsangi R., Nasiri-Tabrizi B. // Solid State Sci. 2011. V. 13. № 1. P. 135. https://doi.org/10.1016/j.solidstatesciences.2010.10.026

  22. Mochales C., Wilson R.M., Dowker S.E., Ginebra M.P. // J. Alloys Compd. 2011. V. 509. № 27. P. 7389. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2011.04.033

  23. Silva C.C., Pinheiro A.G., De Oliveira R.S. et al. // Mater. Sci. Eng., C. 2004. V. 24. № 4. P. 549. https://doi.org/10.1016/j.msec.2004.02.004

  24. Elliott J.C. // Structure and chemistry of the apatites and other calcium orthophosphates. Elsevier, 1994. V. 18. P. 389.

  25. Bulina N.V., Chaikina M.V., Andreev A.S. et al. // Eur. J. Inorg. Chem. 2014. V. 2014. № 28. P. 4810. https://doi.org/10.1002/ejic.201402246

  26. Solonenko A.P., Blesman A.I., Polonyankin D.A., Gorbunov V.A. // Russ. J. Inorg. Chem. 2018. V. 63. № 8. P. 993. https://doi.org/10.1134/S0036023618080211

Дополнительные материалы отсутствуют.