フルオラアパタイトへのリン酸オクタルシウム反応に対する陰イオン競合効果の鉱物学的地球化学的研究

不安定な化合物リン酸オクタカルシウム（OCP）は、ヒドロキシアパタイト、フルオラパタイト、クロラパタイトによって構成されたアパタイト鉱物シリーズの結晶前駆体の1つです。媒体の状態に応じて、アパタイトに反応するOCPの特徴は、主に骨および歯の代替物質として生物医学的応用を利用しています。最近、OCPのいくつかの重要なアプリケーションが文書化されています。スーパーキャパシタの電極材料として、および環境目的のためのフッ化物除去試薬として。OCPの特性を深化することを目的として、アパタイトの結晶前駆体になり、アニオン性競合が異なるアパタイトのエンドメンバーの形成に影響を与えるかどうか、どのように影響を与えるかを評価することを目的としています。0.368 mmolの溶存フッ化物、塩化物、ヒドロキシル、炭酸アニオン（フッ化物単独、他のアニオンのそれぞれとフッ化物、およびすべての陰イオンが一緒にフッ化物）を備えた50 mLの水溶液中。XRD、ESEM、およびICP-OEを使用して実施された固体および液相の実験後分析は、OCP変換反応中に溶液から除去された主な陰イオンであることを示しています。Rietveldアルゴリズムを使用して実行された形成された固相の正確な鉱物学的特性評価は、フルオラアパタイトが常に主要なアパタイト相であり、その後にヒドロキシアパタイトが続くことを示しています。OCPのさまざまな散布フィールドを考慮すると、これらの結果は、異なる競合アニオンが関与する水溶液のOCP→アパタイト反応をよりよく定義する上で重要である可能性があります。

The unstable compound octacalcium phosphate (OCP) is one of the crystalline precursors of the apatite mineral series composed by hydroxyapatite, fluorapatite and chlorapatite. The feature of OCP to react into apatite, depending on the media conditions, has been mainly exploited for biomedical applications as bone and tooth substitute material. Recently, some important applications of OCP have been documented: e.g. as electrode material for supercapacitors and as fluoride remover reagent for environmental purposes. With the aim of deepening the property of OCP to be the crystalline precursor of apatite and assessing if and how the anionic competition can influence the formation of the different apatite end-members, the OCP → apatite reaction has been here investigated placing 0.223 mmol of OCP in 50 mL aqueous solution with 0.368 mmol of dissolved fluoride, chloride, hydroxyl and carbonate anions (fluoride alone, fluoride with each of the other anions, and all the anions together) at room temperature. The post-experiment analyses of solid and liquid phases, conducted by using XRD, ESEM and ICP-OES, show that fluoride is always the main anion removed from solution during the OCP transformation reaction. The precise mineralogical characterization of solid phases formed, performed using the Rietveld algorithm, shows that fluorapatite is always the main resulting apatitic phase, followed by hydroxyapatite. Taking into account the different application fields of OCP, these results could be significant in better defining the OCP → apatite reaction in aqueous solutions where different competing anions are involved.