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本发明公开了一种稀土掺杂的Ca-PO4-CO3固溶超细纳米线的制备方法。该方法是以十八胺、油酸、乙醇、水的混合相为反应溶剂,以硝酸钙为单一钙源,使用可溶性碳酸盐为碳源,可溶性磷酸盐为磷源,采用稀土硝酸盐为稀土离子供体,在密闭系统下合成的稀土掺杂的Ca-PO4-CO3固溶超细纳米线。通过控制反应温度、反应时间和原料配比,可制备出单分散的超细纳米线,其直径约为1~3nm,长度在10nm~400nm之间。本发明制备的超细纳米线是一种新型的稀土元素掺杂的富含碳酸根、磷酸根的钙盐,其丰富离子组成和超细微结构,可用于新型的生物医用材料之中,亦可用作新型的材料外涂层或者填充物等,应用前景良好。