Изоморфное замещение стронция на лантан в синтетическом гидроксиапатите

Abstract

Методами рентгенофазового анализа и ИК-спектроскопии изучено изоморфное замещение ионов стронция ионами лантана в соответствии со схемой Sr²⁺ + OH⁻ → La³⁺ + O²⁻ в синтетическом гидроксиапатите, что отвечает составу системы Sr₁₀₋xLax (PO₄)₆(OH)₂₋xOx (0 ≤ x ≤ 2.0). Найдено, что твердые растворы модифицированного лантаном гидроксиапатита стронция, синтезированные при температуре 1100 °С в воздушной атмосфере, образуются во всей области составов. Кристаллохимические характеристики некоторых образцов уточнялись с помощью алгоритма Ритвельда. Установлено, что ионы La³⁺ занимают места преимущественно в позиции Sr(2). Показано, что в семивершиннике, окружающем Sr(La)(2), существенно уменьшается расстояние Sr(La)(2)—O(4) (на 0.16 Å ) и возрастают расстояния Sr(La)(2)—O(1,2,3) (на 0.05 Å ) при некотором уменьшении расстояний Р—О (на 0.03 Å ).

Методами рентгенофазового аналізу та ІЧ-спектроскопії досліджено ізоморфне заміщення йонів стронцію йонами лантану згідно зі схемою Sr²⁺+ OH⁻ → La³⁺+ O²⁻ у синтетичному гідроксіапатиті, що відповідає складу системи Sr₁₀₋xLax (PO₄)₆(OH)₂₋xOx (0 ≤ x ≤ 2.0). Встановлено, що тверді розчини модифікованого лантаном гідроксіапатиту стронцію, отримані при температурі 1100 °С у повітрі, утворюються у всьому інтервалі складів. Кристалохімічні характеристики деяких зразків уточнювали за допомогою алгоритму Рітвельда. Встановлено, що йони La³⁺ займають місця переважно у позиції Sr(2). Показано, що у семивершиннику, що оточує Sr(La)(2), істотно зменшується відстань Sr(La)(2)—O(4) (на 0.16 Å ) і зростають відстані Sr(La)(2)—O(1,2,3) (на 0.05 Å ) при деякому зменшенні відстаней Р—О (на 0.03 Å ).

Occurring under the Sr²⁺+ OH⁻ → La³⁺+ O²⁻ scheme, isomorphous substitution in the structure of hydroxyapatite has been investigated by X-ray powder diffraction and IR spectroscopy. The composition of the studied system corresponds to the following formula: Sr₁₀₋xLax (PO₄)₆(OH)₂₋xOx. The samples with 0 ≤ x ≤ 2.0 were synthesized at temperature of 1100 °C in an air. It was shown that the solid solutions of strontium hydroxyapatite modified by lanthanum are formed in the all investigated range of compositions. The structure features of some obtained samples were refined by Rietveld method. It was shown that there is preferential substitution of lanthanum for strontium in the Sr(2) site. It was shown, that the Sr(La)(2)—O(4) distance is essentially decreased (by 0.16 Å) and the Sr(La)(2)—O(1,2,3) distances are increased (by 0.05 Å ) as well as the P—O distance is slightly decreased (by 0.03 Å ).