综述:羟基磷灰石–黏土复合材料的矿物学特征、界面相互作用与环境及生物医学应用综述

《Minerals》:Hydroxyapatite–Clay Composites: Mineralogical Control, Environmental Remediation, and Biomedical Applications

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年10月18日 来源:Minerals 2.7

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   摘要

  

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羟基磷灰石(HAp)–黏土复合材料因其磷酸钙与黏土矿物之间互补的物理化学特性,在环境修复和生物医学领域中作为多功能材料受到越来越多的关注。然而,黏土矿物学特征对复合材料形成、界面相互作用及功能性能的影响尚未被充分纳入现有的应用导向性综述中。本综述从矿物学和结构–功能视角出发,系统审视了HAp–黏土复合材料,重点关注黏土晶体结构、形貌、层电荷、表面与层间化学以及化学改性如何影响复合材料的形成、反应活性与功能表现。在环境应用方面,重点评估了该类复合材料对重金属、放射性核素、氟化物、染料及药物污染物的去除效果,并特别关注了吸附机制、溶液化学特性以及不同研究之间对比的局限性。在生物医学应用方面,讨论了其在骨组织工程、植入体涂层、矿化过程及药物递送中的相关应用。分析表明,可膨胀层状蒙脱石、管状高岭石和纤维状叶蜡石在控制HAp分布、界面组织和复合材料架构方面发挥着各自独特且不同的作用。蒙脱石提供可交换的层间阳离子和可调谐的层间环境,而高岭石则提供管状表面和内部管腔以实现颗粒组织和功能负载。两种矿物均通过不同的结构环境提供纳米尺度限域效应。本综述所呈现的证据表明,复合材料的性能不仅取决于组成矿相,还与改性种类、制备路线及应用特定条件密切相关。未来需要采用表征充分的黏土矿物和标准化的实验条件开展进一步的系统性研究,以建立可靠的矿物学–界面–结构–功能关系,从而为HAp–黏土复合材料的合理设计提供指导。
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