羥基磷灰石生物活性材料在環境中的應用和前景

任嫦天 侯惠娟

（1.四川大學化學工程學院，成都，610065；2.四川大學分析測試中心，成都，610065）

1 引言

羥基磷灰石（Hydroxyapatite，簡寫為HA P）分子式Ca10（PO4）6（OH）2，其晶體為六方晶系，結構為六角柱體。羥基磷灰石是脊椎動物牙齒和骨頭等硬組織重要組成部分，由于其具有特殊的晶體化學特征，具有良好的離子交換性能，能吸附并回收利用地下水中的F－及工業廢水中多種重金屬和有機高分子，使得它對多種金屬陽離子具有廣泛的容納性和吸附固定作用，同時由于它與環境具有良好協調性，不易造成二次污染，已成為一種新型的環境功能礦物材料。人們在利用合成羥基磷灰石（HAP）去除重金屬離子方面進行了探［1－4］。近年來，國內外不少學者對羥基磷灰石的新型合成方法和改性方法，以及其在環境污染治理中應用進行了積極的探索［5－8］。羥基磷灰石的應用都是由其獨特的晶體化學結構決定的，對羥基磷灰石的開發研究具有極其重要的意義。

2 羥基磷灰石的組成和晶體結構

羥基磷灰石的理論組成為Ca10（PO4）6（OH）2，如圖1［9］為六方晶系，屬于P63空間群，晶胞參數為a0＝b0＝0.943～0.938nm，Co＝0.688～0.686nm，a＝β＝90°，r＝120°。單位晶胞含有10個Ca2＋、6個PO43－和2個OH－。結構中Ca2＋離子分別位于配位數為9的Ca（Ⅰ）位置和配位數為7的Ca（Ⅱ）位置，而磷氧四面體則通過共角頂或共面Ca（I）、Ca（Ⅱ）多面體連接起來。4個Ca（Ⅰ）處于6個O組成的Ca—O八面體中心，6個Ca（Ⅱ）處于3個O組成的三配位體中心，其多面體圍繞六次螺旋軸分布，構成平C軸的螺旋六重對稱性結構通道，OH－位于通道之間由Ca2＋和氧原子形成的垂至于C軸平面的等邊三角形中心，這種結構恰似一個“離子交換柱”。……