[发明专利]一种由纳米铜银自组装而成的双金属颗粒的制备方法

说明书

本发明公开了一种由纳米铜银自组装而成的双金属颗粒的制备方法，属于抗菌消毒技术领域。本发明所述方法以纳米铜、纳米银为一次颗粒，经自组装而成铜银双金属颗粒材料。经化学还原得到的纳米铜、纳米银颗粒直径不超过10nm，经后续自组装形成尺寸为100nm~300nm的二次颗粒。本发明制备方法得到的双金属颗粒材料，结构上保证了纳米铜银一次颗粒相对独立，能够发挥纳米抗菌特性；同时通过自组装形成的亚微米结构能够能降低纳米颗粒的高比表面积和比表面能，使其在乙醇溶液、水溶液或乙醇水混合溶液中能够稳定保存6个月而不发生相互团聚。

技术领域

本发明涉及一种由纳米铜银自组装而成的双金属颗粒的制备方法，属于抗菌消毒技术领域。

背景技术

针对细菌等微生物带来的危害，最广泛有效的办法仍是选用抗生素。而目前对使用抗生素已存在超时、超量不对症使用等滥用问题，特别是畜禽饲料中长期使用，会使细菌产生耐药性，造成抗生素药效降低、用量增加，整个过程不断加剧形成恶性循环，进而威胁到人类的食品卫生安全。人类社会需要一个干净、卫生的生存环境，这就需要从材料的角度开发新型抗菌剂替代抗生素，避免抗药性并逐步减少对抗生素的依赖。在现有的抗菌材料中，铜、银是无机抗菌剂，已被证明具有较强的抗菌能力和针对300多种细菌病毒的广谱抗菌性，是消毒、灭杀细菌和病毒的重要成分。而纳米级的铜、银能够利用其自身纳米抗菌优势，进一步增强其抗菌能力，因而纳米铜、银已在医疗器械、外科敷料以及抗菌涂料等方面得到运用。

目前纳米铜、银主要通过化学还原法，即通过硼氢化钠或者柠檬酸钠等还原剂还原铜、银的盐（硝酸类、氯化类和硫酸类）获得，其颗粒大小基本在100nm以下，且颗粒尺寸越小，抗菌性能越优越。当纳米颗粒尺寸低于10nm时，纳米铜银的最小抑菌浓度（MIC）可下降至50μg/ml以下，但同样也因其所具有的高比表面和表面能造成颗粒相互团聚，抗菌性能下降。因而多数纳米铜银颗粒主要以液体形式（包括胶体体系、液体体系）保存，为了保证其颗粒彼此独立，液体中还需添加一定的分散剂。尽管调控分散剂种类和用量能够有效降低颗粒团聚，但在长期储存中团聚现象仍无法避免，液体形式的纳米铜银抗菌能力不够稳定，且液体形式也限制了纳米铜银的应用范围。

纳米尺寸保证了铜银优异抗菌能力的同时，也造成颗粒团聚现象严重，稳定性下降等问题；因此，急需寻找一种通过新工艺、新技术实现高效抗菌与长期稳定两者兼顾、优势互补。

发明内容

本发明的目的在于提供一种由纳米铜银自组装而成的双金属颗粒的制备方法，该方法为化学还原法，通过调整还原剂种类、还原顺序、分散剂与乙二醇的混合物浓度实现自组装过程，具体包括以下步骤：

（1）以乙二醇为溶剂，辅以超声震荡处理，按0.01~0.15mol/L的比例将硫酸铜溶于乙二醇中得到硫酸铜与乙二醇的混合物；按0.005~0.05mol/L的比例将硝酸银溶于乙二醇中得到硝酸银与乙二醇的混合物。

（2）将分散剂1溶于乙二醇中得到分散剂1与乙二醇的混合物，将分散剂2溶于乙二醇中得到分散剂2与乙二醇的混合物，其中分散剂1的摩尔浓度为0.001mol/L~0.1mol/L，分散剂2的摩尔浓度为0.001mol/L~0.5mol/L；将还原剂1溶于乙二醇中得到还原剂1与乙二醇的混合物，将还原剂2溶于乙二醇中得到还原剂1与乙二醇的混合物，其中用于纳米铜还原的还原剂1用量为硫酸铜摩尔量的1~5倍，用于纳米银还原的还原剂2用量为硝酸银摩尔量的0.2~2倍。

（3）将硫酸铜与乙二醇的混合物置于40^oC~90^oC恒温水浴锅中，持续搅拌，将还原剂1与乙二醇的混合物、分散剂1与乙二醇的混合物逐滴滴加至硫酸铜与乙二醇的混合物中，持续反应直至混合物变成黑色。

（4）调节恒温水浴锅温度至50^oC~80^oC并保持搅拌速度不变，继续向反应成黑色的混合物中逐滴滴加硝酸银与乙二醇的混合物、还原剂2与乙二醇的混合物、分散剂2与乙二醇的混合物，（还原剂2与乙二醇的混合物、分散剂2与乙二醇的混合物为等体积滴定）。