SYNTHESIS AND INVESTIGATION OF FUNCTIONAL CHARACTERISTICS OF COMPOSITE MATERIALS BASED ON NANOSCALE HYDROXYAPATITE AND SYNTHETIC ZEOLITES

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

The article discusses the possibility of obtaining composite materials based on nanostructured hydroxyapatite synthesized by precipitation from solution and synthetic zeolites by mechanochemical synthesis. The synthesized samples are certified using modern physico-chemical methods of analysis. The influence of the qualitative and quantitative composition of the composite and the temperature treatment modes on the sintering processes and the strength characteristics of the studied samples is showed. It has been experimentally established that the maximum strength characteristics and constant composition are possessed by a sample based on hydroxyapatite, the content of the reinforcing additive in which is 15 wt.%. It was also found that the hydroxyapatite-zeolite composite exhibits sorption properties against heavy metal ions and fluorine ions. The studies carried out allow us to recommend the samples obtained for further research in order to introduce it into medical practice, but also as a sorption material for the extraction of ions from aqueous solutions.

About the authors

Svetlana A. Bibanaeva

Institute of Solid State Chemistry of the Ural Branch of RAS

Email: bibanaeva@mail.RUS
Ekaterinburg, Russia

Ekaterina A. Bogdanova

Institute of Solid State Chemistry of the Ural Branch of RAS

Ekaterinburg, Russia

Vladimir M. Skachkov

Institute of Solid State Chemistry of the Ural Branch of RAS

Ekaterinburg, Russia

References

  1. Баринов, С.М. Биокерамика на основе фосфатов кальция / С.М. Баринов, В.С. Комлев. - М.: Наука, 2006. - 204 с.
  2. Kim, H-W. Effect of CaF2 on densification and properties of hydroxyapatite-zirconia composites for biomedical applications / H-W. Kim, Y-J. Noh, Y-H. Koh et al. // Biomaterials. - 2002. - V. 23. - I. 20.- P. 4113-4121. doi: 10.1016/s0142-9612(02)00150-3.
  3. Guidara, A. The effects of MgO, ZrO2 and TiO2 as additives on microstructure and mechanical properties of Al2O3-FAP composite / A. Guidara, K. Chaari, S. Fakhfakh, J. Bouaziz // Materials Chemistry and Physics.- 2017. - V. 202. - P. 358-368. doi: 10.1016/j.matchemphys.2017.09.039.
  4. Htun, Z.L. Characterization of CaO-ZrO2 reinforced hap biocomposite for strength and toughness improvement / Z.L. Htun, N. Ahmad, A.A. Thant, A.-F.M. Noor // Procedia Chemistry. - 2016. - V. 19.- Р. 510-516. doi: 10.1016/j.proche.2016.03.046.
  5. Mobasherpour, I. Effect of the addition ZrO2- Al2O3 on nanocrystalline hydroxyapatite bending strength and fracture toughness / I. Mobasherpour, M. Solati Hashjin, S.S. Razavi Toosi, R. Darvishi Kamachali // Ceramics International. - 2009. - V. 35. - I. 4. - Р. 1569-1574. doi: 10.1016/j.ceramint.2008.08.017.
  6. Богданова, Е.А. Получение биокомозитов на основе наноразмерного гидроксиапатита с оксидами циркония и кремния / Е.А. Богданова, В.М. Скачков, И.М. Гиниятуллин и др. // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов. - 2021. - Вып. 13. - С. 655-663. doi: 10.26456/pcascnn/2021.13.655.
  7. Богданова, Е.А. Получение биокомозитов на основе наноразмерного гидроксиапатита с соединениями титана / Е.А. Богданова, В.М. Скачков, К.В. Нефедова // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов. - 2022. - Вып. 14. - С. 521-530. doi: 10.26456/pcascnn/2022.14.521.
  8. Гиниятуллин, И.М. Разработка композиционных материалов на основе наноразмерного гидроксиапатита, упрочненного оксидами алюминия и циркония / И.М. Гиниятуллин, Е.А. Богданова, К.В. Нефедова // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов.- 2020. - Вып. 12. - С. 571-579. doi: 10.26456/pcascnn/2020.12.571.
  9. Переверзев, Д.И. Получение биокомпозитов на основе наноразмерного гидроксиапатита, допированного оксидом циркония и фторидом кальция / Д.И. Переверзев, Е.А. Богданова, К.В. Нефедова // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов. - 2020. - Вып. 12. - С. 697-705. doi: 10.26456/pcascnn/2020.12.697.
  10. Богданова, Е.А. Влияние армирующих добавок на процессы спекания и упрочнения наноразмерного гидроксиапатита / Е.А. Богданова, И.М. Гиниятуллин, Д.И. Переверзев, В.М. Разгуляева // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов. - 2019. - Вып. 11. - С. 548-554. doi: 10.26456/pcascnn/2019.11.548.
  11. Пат. 2406693 Российская Федерация, МПК C01B25/32. Способ получения суспензии гидроксиапатита / Сабирзянов Н.А., Богданова Е.А., Хонина Т.Г.; заявитель и патентообладатель Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химии твердого тела УрО РАН.- № 2008140563/15; заявл. 13.10.08; опубл. 20.12.10, Бюл. № 35. - 5 с.
  12. Бибанаева, С.А. Синтез алюмосиликатных цеолитов в условиях глиноземного производства / С.А. Бибанаева // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов.- 2022. - Вып. 14. - С. 747-753. doi: 10.26456/pcascnn/2022.14.747.
  13. Bogdanova, E.A. Formation of nanodimensional structures in precipitated hydroxyapatite by fluorine substitution / E.A. Bogdanova, V.М. Skachkov, I.S. Medyankina et al. // SN Applied Sciences. - 2020. - V. 2.- I. 9. - Art. № 1565. - 7 p. doi: 10.1007/s42452-020-03388-5.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).