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Fast precipitation of uniform CaCO3 nanospheres and their transformation to hollow hydroxyapatite nanospheres

球霰石 方解石 碳酸钙 化学工程 降水 碳酸盐 化学 材料科学 矿物学 有机化学 物理 工程类 气象学 文石
作者
Yongsheng Wang,Ying Xin Moo,Chunping Chen,Poernomo Gunawan,Rong Xu
出处
期刊:Journal of Colloid and Interface Science [Elsevier BV]
卷期号:352 (2): 393-400 被引量:138
标识
DOI:10.1016/j.jcis.2010.08.060
摘要

Shape-controlled synthesis of calcium carbonate with specific polymorphs can be achieved by the assistance of organic additives. In this study, highly uniform nanosized calcium carbonate spheres were synthesized by a fast precipitation method in the presence of a simple polymer, poly(styrene sulfonate) (PSS). The polymorph of the synthesized calcium carbonate products changes from pure calcite in PSS-free reactions to vaterite in PSS-containing (1–50 g/L) reactions. The effect of PSS on the formation of vaterite can be attributed to the two aspects: decrease of driving force by reducing the interfacial energy, and phase stabilization effect caused by the adsorbed PSS. A higher PSS concentration (50 g/L) results in highly uniform vaterite nanospheres of 400–500 nm in diameter. Furthermore, PSS is found more effective to induce the formation of vaterite in the Ca2+-rich reaction condition (Ca2+:CO32- = 5:1) than in the CO32--rich conditions (Ca2+:CO32- = 1:5). It has also been found that different mixing mode of the calcium and carbonate precursor solutions has a significant influence on the size distribution of the products. Finally, with a controlled anion-exchange method, the as-prepared vaterite nanospheres can be easily transformed to hollow hydroxyapatite spheres, which exhibit great potential to be used as the drug carriers due to their considerably high surface area and biocompatibility.
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