[发明专利]一种均匀稳定的纳米银水溶液的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种纳米银水溶液的制备方法，本方法制备得到的纳米银水溶液稳定性好，纳米银产量大、粒径小、分布均匀，应用于纳米银功能材料时具备用量小、使用方便、抑菌效率高等优点，属于纳米材料领域。

背景技术

纳米材料是一种由尺寸在1～100nm的纳米粒子组成的新型材料，具备特异的表面效应、小尺寸效应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应，呈现出许多不同于常规材料的奇异理化性质。纳米银即是粒径在纳米级的金属银单质，纳米银材料具备纳米材料的基本特点，尤其在电子、光学、抗菌和催化等方面其性能优势明显，可广泛用于催化剂材料、电池电极材料、低温导热材料、导电浆料、抗菌材料及医用材料，前景广阔，正受到广泛的关注和更加深入的研究。

近年来，纳米银制备方法及其技术改性正呈现方法方式的多样化，传统的纳米银制备方法主要分为物理方法和化学方法，二者优点突出，但也存在明显不足。物理方法制备的纳米银纯度高、活性高，但是产物粒度分布宽，易团聚；而化学方法制得的纳米银则具备较好的分散性，粒径分布窄，形貌相对均匀，但是材料表面往往附有杂质，且制备过程中引入的还原剂（水合肼、硼氢化钠、二甲基甲酰胺等）或分散剂（聚乙烯吡咯烷酮、十二烷基硫酸钠等）毒性强甚至致癌，对环境和生物体有潜在危害。而近年兴起的生物还原法制备纳米银则具备原料来源广泛、反应条件温和、设备要求低、产物稳定、环境友好等特点，较物理和化学方法有明显优势，其中植物还原制备纳米银作为一种绿色环保的方法已引起广大研究者的兴趣。

关于植物还原制备纳米银，最早的报道是2002年Gardea Torresde等发现苜蓿的根能够吸附溶液中的Ag⁺，并将其还原为2～3nm的纳米银颗粒，该工作对于利用活植物修复重金属污染具有重要意义。近年来，利用植物质制备纳米银材料得到了一定的重视，Shankar等先后用天竺葵叶、楝树叶、余甘子、芥菜型油菜、麻疯树的水煮液制备出了纳米银颗粒，此外樟脑树叶、银杏叶和木兰也有相关报导。但结论均显示，植物还原得到的纳米银其分散性和稳定性有不足。

中国发明专利“纳米银水溶液的制备方法（CN101318224）中，公开了一种以端氨基超支化合物为捕捉剂、还原剂和稳定剂的纳米银水溶液的制备方法，将质量百分比为0.01%～5%的端氨基超支化合物及其季铵盐水溶液与质量摩尔浓度为0.01～0.5mol/L的硝酸银溶液混合，在10～100℃搅拌1～120min，得到粒径为1～100nm的纳米银水溶液。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的不足，提供一种粒径小，分散均匀，且稳定性好的纳米银水溶液的制备方法。

本发明的技术方案是提供一种均匀稳定的纳米银水溶液的制备方法，包括如下步骤：

(1) 将植物叶片粉碎，经过滤、分离提纯，得到植物汁原液，用去离子水稀释得到体积比浓度为1～99%的植物叶片提取物水溶液；

(2) 将植物叶片提取物水溶液与浓度为0.01～2%W/V的端氨基超支化合物水溶液按体积比10:1～100:1混合，得到植物叶片提取物复合溶液；

(3) 将复合溶液置于－40℃～－20℃条件下冷冻处理3～6h后，常温解冻，重复本步骤2～5次，得到均匀稳定的植物叶片提取物分散液；

(4) 将所述分散液与浓度为0.01～1%W/V的银氨溶液以体积比1:2～10:1混合， NaOH溶液调节pH值至9～11，所得溶液在20～60℃下搅拌0.5～12h，得到稳定均匀的钠米银水溶液，溶液中纳米银的粒径为1～100nm。 

本发明所述的植物叶片为百合科下的芦荟属或仙人掌科下的仙人掌属中的一种，或它们的任意组合。所述植物叶片提取物为芦荟提取液、仙人掌提取液中的一种或多种，其制备方法为：芦荟或仙人掌叶片经去离子水洗净、去皮后获得内旦，再经切块，粉碎，过滤，分离，提纯，得到植物叶片提取液。

所述银氨溶液为硝酸银或硫酸银，与氨基化合物混合后形成的络合物。所述的氨基化合物为氨水。

本发明采用的端氨基超支化合物为现有技术，由丁二酸酐、邻苯二甲酸酐、环丁酸酐、丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸甲酯中的一种或多种与多胺基单体合成。所述多胺基单体包括乙二胺、二乙烯基三胺、三乙烯基四胺、四乙烯基五胺、五乙烯基六胺或六乙烯基七胺。