Russian Journal of Inorganic ChemistryRussian Journal of Inorganic ChemistryЖурнал неорганической химии0044-457X3034-560XThe Russian Academy of Sciences66529310.31857/S0044457X22700155JFDLIJНЕОРГАНИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ И НАНОМАТЕРИАЛЫUnknownSynthesis of Hydroxylapatite Substituted with REE Ions (La3+ and Y3+): Composition, Structure, and PropertiesСинтез гидроксиапатита, замещенного ионами РЗЭ (La3+, Y3+), состав, структура и свойстваGolovanovaO. A.ГоловановаО. А.golovanoa2000@mail.ruOmsk State UniversityОмский государственный университет им. Ф.М. Достоевского0103202368339340026022025Copyright ©; 2023, О.А. ГоловановаCopyright ©; 2023, О.А. Голованова2023О.А. ГоловановаО.А. Головановаhttps://transsyst.ru/0044-457X/article/view/665293

Substituted hydroxylapatites (HAs) containing various La3+ or Y3+ percentages were prepared. X‑ray powder diffraction, Four-transform IR spectroscopy, and optical spectroscopy verified the formation of substituted hydroxylapatites (La–HA and Y–HA). Inductively coupled plasma atomic emission spectrometry (ICP–AES) verified the presence of REE ions in the solids. Changes in the unit cell parameters of the prepared phases indicated that the REE ions substituted for Ca2+ ions in the hydroxylapatite structure. The lanthanum or yttrium percentage in precipitates increased in response to increasing REE salt concentration (within 1–5 wt %) in the initial solution as shown by chemical analysis; this brought about a decrease in the ratio Ca/P compared to the stoichiometric ratio (1.67). The solubility of the synthesized samples was studied, and it appeared that the cation-substituted hydroxylapatites were less soluble than undoped HA was.

Выполнен синтез замещенного гидроксиапатита (ГА) с различным содержанием ионов La3+ и Y3+. Методами РФА, ИК-Фурье- и оптической спектроскопии доказано образование замещенного гидроксиапатита (La–ГА, Y–ГА). При помощи атомно-эмиссионной спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой доказано присутствие ионов РЗЭ в твердых фазах. Выявлено изменение параметров кристаллических решеток синтезированных фаз, что свидетельствует о замещении ионов Ca2+ на ионы РЗЭ в структуре гидроксиапатита. Методом химического анализа установлено, что с увеличением концентрации солей лантана и иттрия (1–5 мас. %) в исходном растворе их содержание в осадках растет, это приводит к уменьшению отношения Ca/P по сравнению со стехиометрическим, равным 1.67. При изучении растворимости синтезированных образцов выявлено, что катионзамещенные гидроксиапатиты менее растворимы, чем нелегированный ГА.

lanthanum and yttriumratio Ca/Psolubilityлантан и иттрийотношение Ca/PрастворимостьKulwinder K., Singh K.J., Anand V. et al. // Ceram. Int. 2017. V. 43. P. 10097. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2017.05.029Wieszczycka K., Staszak K., Woźniak-Budych et al. // Coord. Chem. Rev. 2019. V. 388. P. 248. https://doi.org/10.1016/j.ccr.2019.06.017Szcześ A., Hołysz L., Chibowski E. // Adv. Coll. Interface Sci. 2017. V. 249. P. 321. https://doi.org/10.1016/j.cis.2017.04.007Furasova A.D., Fakhardo A.F., Milichkoet V.A. et al. // Colloids Surf., B: Biointerfaces. 2017. V. 154. P. 21. https://doi.org/10.1016/j.colsurfb.2017.02.029Sherstiuk A.A., Tsymbal S.A., Fakhardo A.F. et al. // ACS Biomater. Sci. Eng. 2021. V. 7. P. 5633. https://doi.org/10.1021/acsbimaterials.1c00973Vasylechko V.O., Gryshchouk G.V., Zakordonskiy V.P. et al. // Talanta. 2017. V. 162. P. 1. https://doi.org/10.1016/j.talanta.2017.06.052Shen C., Yan T., Wang Y. et al. // J. Lumin. 2017. V. 10. P. 1. https://doi.org/10.1016/j.jlumin.2016.12.018Boronat C., Rivera T., Garcia-Guinea J. et al. // Radiat. Phys. Chem. 2017. V. 130. P. 236. https://doi.org/10.1016/j.radphyschem.2016.09.005George S., Mehta D., Saharan V.K. // Rev. Chem. Eng. 2020. V. 36. P. 369. https://doi.org/10.1515/revce-2017-0101Machadoa T.R., Sczancoskia J.C., Beltrán-Mirb H. et al. // Ceram. Int. 2018. V. 44. P. 236. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2017.09.164Kazin P.E., Pogosova M.A., Trusov L.A. et al. // J. Solid-State Chem. 2016. V. 237. P. 349. https://doi.org/10.1016/j.jssc.2016.03.004Nasiri N., Clarke C. // National Library of Medicine. 2019. V. 9. P. 449. https://doi.org/10.3390/bios9010043Шашкина. Г.А., Сорец В.Ф. // Медицина экстремальных ситуаций. 2017. № 1. С. 101.Guoqing Ma. // Mater. Sci. Eng. 2018. V. 688. P. 1. https://doi.org/10.1088/1757-899X/688/3/033057Zheng X., Liu M., Hui J. et al. // Phys. Chem. Chem. Phys. 2015. V. 17. P. 20301. https://doi.org/10.1039/c5cp01845eArdanova L.I., Get’man E.I., Loboda S.N. et al. // Inorg. Chem. 2010. V. 49. P. 10687. https://doi.org/10.1021/ic1015127Neacsu I.A., Stoica A.E., Vasile B.S. et al. // Nanomaterials. 2019. V. 9. P. 239. https://doi.org/10.3390/nano9020239Никитина Ю.О., Петракова Н.В., Демина А.Ю. и др. // Журн. неорган. химии. 2021. Т. 66. С. 951. https://doi.org/10.31857/S0044457X21080171Cawthray J.F., Creagh A.L., Haynes C.A. et al. // Inorg. Chem. 2015. V. 54. P. 1440. https://doi.org/10.1021/ic502425eSathishkumar G.D., Karthika A.S. et al. // Ind. Eng. Chem. Res. 2014. V. 53. P. 20145. https://doi.org/10.1021/ie504387kСолоненко А.П., Голованова О.А. // Журн. неорган. химии. 2014. Т. 59. С. 12. https://doi.org/10.7868/S0044457X14010188Егоров-Тисменко Ю.К. Кристаллография и кристаллохимия. М., 2014. 588 с.Томпсон М., Уолш Д.Н. Руководство по спектрометрическому анализу с индуктивно-связанной плазмой. М.: Недра, 1988. 174 с.Tsyganova A.A., Golovanova O.A. // Inorg. Mater. 2019. V. 55. № 11. P. 1156. https://doi.org/10.1134/S0020168519110141Урусов В.С., Еремин Н.Н. Кристаллохимия. М.: Изд-во Моск. ун-та, 2005. 125 с.Tite T., Popa A.C., Balescu L.M. et al. // Materials. 2018. V. 11. P. 2081. https://doi.org/10.3390/ma11112081Голованова О.А. // Журн. неорган. химии. 2020. Т. 65. № 3. С. 302. https://doi.org/10.31857/S0044457X20030046