[发明专利]银纳米粒子/聚乙烯醇复合薄膜及其制备方法和用途

说明书

技术领域

本发明属于纳米材料制备技术领域，特别涉及一种银纳米粒子/聚乙烯醇复合薄膜及其制备方法和用途。

背景技术

由于具有特殊的化学和物理性质，聚乙烯醇从发现以来一直受到人们的关注，并且在工业上得到了广泛应用(K.A.M.Abd El-Kader，S.F.AbdelHamied.Journal of Applied Polymer Science，2002，86，1219～1226)。聚乙烯醇易溶于水、生物相容性好，易于成型并且具有很高的透明性，所以很适合作聚合物膜材料。聚乙烯醇膜的光学应用主要在于其对光和图像的滤过性，另外在医学领域可被用作接触镜、药物缓释体系及人工皮肤等(P.K.Khanna，Narendra Singh，Shobhit Charan，V.V.V.S.Subbarao，R.Gokhale，U.P.MulikMater.Chem.and Phys.93，2005，117～12)。很早以前，人们就认识到银和银盐的抗菌作用(Qifeng Wang，Huijun Yu，Ling Zhong，Junqiu Liu，Junqi Sun，andJiacong Shen.Chem.Mater.2006，18，1988～1994)，近来有人提出应该降低银离子的毒性、在膜中的流动性以及减少其在伤口上的吸附(Haijun Yu，XiaoyiXu，Xuesi Chen，Tiancheng Lu，Peibiao Zhang，Xiabin Jing.J.Appl.Polym.Sci.，103，2007，125～133)。而银纳米粒子与银离子相比，毒性更小，生物相容性也更好。

银纳米粒子常见的合成方法有化学还原法、紫外照射法、微波辐照法、加热还原法和气相沉积法等。加热还原法一般在90～200摄氏度间温和条件下完成反应。该方法将硝酸银溶解于水中，与聚乙烯醇、淀粉等还原性聚合物混合，搅拌均匀后，成膜或转移到其它反应容器中，控制一定的反应温度和时间。例如Porel等(Shatabdi Porel，Shashi Singh，S.Sree Harsha，D.NarayanaRao，and T.P.Radhakrishnan.Chem.Mater.2005，17，9～12)。但在一般情况下，聚乙烯醇膜或纤维制品可再溶于水，限制了其在某些方面的应用。将加热还原在150摄氏度以上进行，一方面银离子被聚乙烯醇还原，另一方面，聚乙烯醇可以在此过程中被物理交联，变得不溶于水。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种原位制备银纳米粒子/聚乙烯醇复合薄膜的方法，该制备方法工艺简单、成本低。

本发明的目的之二是提供银纳米粒子/聚乙烯醇复合薄膜以及该复合薄膜的光谱性能。

本发明的目的之三是提供银纳米粒子/聚乙烯醇复合薄膜的用途。

本发明是提供一种方法简单、成本低廉制备银纳米粒子/聚乙烯醇复合薄膜的新方法。以廉价的硝酸银和聚乙烯醇为反应物，无须添加还原剂，在110～190摄氏度快速加热，通过控制硝酸银/聚乙烯醇的摩尔比，可以得到不同粒径的银纳米粒子。经过测试所制得的银纳米粒子/聚乙烯醇复合薄膜，其表面光滑，厚度为200～500纳米，具有较高的透明性，较大的光谱吸收以及良好的抗菌性能，尤其对大肠杆菌表现出优异的抗菌性能。

本发明的银纳米粒子/聚乙烯醇复合薄膜的制备方法包括以下步骤：

(1).在室温下取聚乙烯醇溶于蒸馏水中，在70～100摄氏度加热并搅拌15～30分钟直至聚乙烯醇完全溶解；

(2).将硝酸银溶液加入到步骤(1)得到的聚乙烯醇溶液中，其中，硝酸银与聚乙烯醇的摩尔比值为1/100～1/10，用磁力搅拌混合均匀；

(3).取步骤(2)得到混合溶液滴到玻璃基片上涂膜，得到硝酸银/聚乙烯醇薄膜；

(4).将步骤(3)得到的硝酸银/聚乙烯醇薄膜在110～250摄氏度加热3～10分钟，可得到浅黄色透明的银纳米粒子/聚乙烯醇复合薄膜。

在硝酸银与聚乙烯醇的混合液中，通过改变聚乙烯醇的浓度可以改变复合薄膜的厚度。

所述的将硝酸银溶液加入到聚乙烯醇溶液中是逐滴加入硝酸银溶液。

所述的硝酸银纯度不小于99.8％。

所述的聚乙烯醇平均分子量为70000～100000，醇解度为70～90％。