- Phương pháp kết tủa từ các muối chứa ion Ca2+ và PO4 dễ tan trong nước: các muối thường dùng là Ca(NO3)2, (NH4)2HPO4, NH4H2PO4,…
Nguyên liệu thường được dùng là Ca(NO3)2.4H2O và (NH4)2HPO4 [18] trong dung dịch NH3. Đầu tiên, hai chất Ca(NO3)2.4H2O và (NH4)2HPO4 được hòa tan trong nước khử ion. Điều chỉnh độ pH của dung dịch lỏng đến 11 bằng dung dịch NH3 25%. Thêm từ từ dung dịch Ca(NO3)2 vào dung dịch (NH4)2HPO4 đã được khuẩy mạnh ở nhiệt độ phòng trong 1 giờ tạo kết tủa đục và tiếp tục khuấy kết tủa trong 1 giờ ở nhiệt độ 100oC. Tiếp tục già hóa kết tủa trong 24 giờ. Hỗn hợp sau đó được rửa sạch và lọc. Phần kết tủa được lọc và đem sấy khô qua đêm ở 80oC. Dạng bột khô được nghiền và nung trong chén alumina ở 800oC, 1000oC và 1200oC với thời gian là 1 giờ, 2 giờ và 4 giờ. Phương trình hóa học là:
10Ca(NO3)2 + 6(NH4)2HPO4 + 8NH4OH à Ca10(PO4)6(OH)2 + 20NH4NO3 + 6H2O.
Điều chế Hydroxyapatite dạng bột từ Ca(NO3)2.4H2O và (NH4)2HPO4
Để phản ứng xảy ra theo chiều thuận (chiều tạo Hydroxyapatite), cần duy trì pH của hỗn hợp phản ứng ở pH từ 10 – 12. Lượng Ca(NO3)2 và (NH4)2HPO4 được chuẩn bị theo tỷ lệ mol Ca/P = 1,67, được pha với nồng độ lần lượt là 0,2M và 0,1M
- Phương pháp kết tủa từ các hợp chất chứa Ca2+ ít tan hoặc không tan trong nước:
Phản ứng xảy ra giữa Ca(OH)2, CaO, CaCO3… với axit H3PO4 trong môi trường kiềm [19]. Phương pháp được thực hiện bằng cách thêm từng giọt H3PO4 vào huyền phù Ca(OH)2, khuấy trộn trong 4 giờ. Trong suốt quá trình, pH được giữ từ 9,5- 10, bằng dung dịch NH4OH, tạo được Hydroxyapatite có tỉ lệ Ca/P= 1,67. Sau khi khuấy xong, hỗn hợp phản ứng được làm già hóa 48 giờ. Sau đó lọc chân không, rửa với nước cất hoặc etanol. Mẫu lọc được sấy ở 130oC trong 24 giờ và nghiền thành bột. Sau đó, Hydroxyapatite dạng bột được nung trong 2 giờ.
Điều chế Hydroxyapatite bằng phương pháp kết tủa từ Ca(OH)2 và H3PO4
Phương trình phản ứng đặc trưng:
10Ca(OH)2 + 6H3PO4 → Ca10(PO4)6(OH)2 + 18H2O (1.7)
Trong quá trình điều chế, độ pH của hỗn hợp phản ứng giảm dần. H3PO4 là một axit có độ mạnh trung bình, phân ly theo 3 giai đoạn:
H3PO4 ↔ H2PO4- + H+ pKa1 = 2,2 (1.8)
H2PO4- ↔ HPO42- + H+ pKa1 = 7,2 (1.9)
HPO42- ↔ PO43- + H+ pKa1 = 12,3 (1.10)
Khi thêm axit với tốc độ cao, pH của dung dịch sẽ giảm đột ngột, dẫn đến sự phân ly axit không hoàn toàn, tạo ra các ion HPO42- và H2PO4- ảnh hưởng đến độ đơn pha của sản phẩm Hydroxyapatite.
Ưu điểm của phương pháp kết tủa là có thể điều chỉnh được kích thước hạt Hydroxyapatite theo mong muốn. Tuy nhiên, nhược điểm của phương pháp kết tủa là sản phẩm có thể bị lẫn kết tủa của canxi như Ca3(PO4)2,…