[发明专利]一种利用水溶性淀粉制备银纳米颗粒的方法

说明书

技术领域

本发明属于纳米材料制备技术领域，具体涉及一种利用水溶性淀粉制备银纳米颗粒的方法。

背景技术

银纳米是粉末状银单质，粒径小于100nm，一般在25-50nm之间。自问世以来一直深受人们的关注，不仅是由于其具有独特的电子特性，光学特性，机械特性和催化特性，而且它也具有良好的抗菌性、生物兼容性和表面易修饰等优点，因此银纳米在生物医用材料、化工的催化剂、陶瓷材料、导电浆料、污水处理、建筑材料、光吸收材料、涂料、传感器、高性能电极材料等具有广阔的应用前景，成为具有特殊性能的功能材料理论研究和应用开发的重要课题。因此，研究银纳米的制备方法有着及其重要的意义。

银纳米的制备方法很多，总的来说可分物理法、化学法和生物法三大类。物理法即将块体（或粉末状）的银制成纳米级的银颗粒。常用的方法有激光烧蚀法、真空冷凝法和机械球磨法等。物理法对仪器设备的要求较高，生产费用昂贵，且颗粒的均匀性较差。化学法主要为化学还原法、光还原法 、电化学还原法、超声波还原法、微乳液法。化学法操作简单，易控制，主要用于性能要求较高的光学、电学、生物医学等领域的银纳米粒子的合成。化学法的优点虽多，但一般需引入化学试剂来做还原剂或分散剂，这给环境及生物带来了潜在的风险。生物法因为其条件温和、安全、环保、能耗低，可以利用丰富的生物资源等优点，受到极大关注。近年来，银纳米颗粒的绿色合成方法逐渐涌现，如通过藤西柚皮、天竺葵叶、芳樟树叶和泥猴桃等植物提取液替代化学还原剂来实现银纳米颗粒的绿色合成；在这些绿色合成过程中，无有毒化学试剂的残留，但其植物提取液的提取工艺较复杂。水溶性淀粉价格低廉，无毒性，不会造成环境污染，在绿色合成过程中是以一种优良的分散剂而被广泛认知的。目前，尚未见关于水溶性淀粉既做分散剂又做还原剂来合成纳米颗粒的报道。水溶性淀粉无需提取，若既可作分散剂，又可作还原剂，将大大简化绿色合成的工艺过程。申请人基于国家自然科学基金（11404210），对水溶性淀粉绿色合成银纳米颗粒做了进一步的探索。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用水溶性淀粉制备银纳米颗粒的绿色合成方法。本发明方法可有效克服现有技术中采用物理方法制备银纳米颗粒均匀性差、对设备要求高、价格昂贵；采用化学法制备的银纳米杂质含量高，粒径分布宽，易团聚，对环境污染严重；采用植物提取液替代化学还原剂制备银纳米颗粒工艺复杂，有有毒化学试剂残留等缺陷。采用本发明方法制备的银纳米颗粒具有工艺简单、条件温和、无化学试剂残留，价格低廉、无毒无污染等优点，制得的银纳米颗粒为生物医学领域的应用奠定了基础。

一种利用水溶性淀粉制备银纳米颗粒的方法，其特征在于：采用水溶性淀粉既做分散剂又做还原剂，无化学试剂添加，通过控制反应体系的pH值来控制硝酸银溶液与水溶性淀粉水溶液的配比，使反应体系始终保持还原条件，从而使硝酸银还原完全；具体制备步骤如下：

(1) 将水溶性淀粉溶解于去离子水中制得0.4～1.1mol/L水溶性淀粉水溶液；

(2) 将硝酸银晶体溶解于去离子水中形成0.006～0.014mol/L硝酸银溶液；

(3) 将水溶性淀粉水溶液加热至沸腾,将硝酸银溶液加入到沸腾的水溶性淀粉水溶液中，保持反应体系pH值在6.0～7.0之间，沸腾状态下反应15～35分钟，反应结束，将所得反应液离心分离，将所得沉淀物干燥后即得银纳米颗粒。

各步骤中所使用的容器在使用之前都经王水洗涤，再用去离子水冲洗。

在步骤（3）中所述的将水溶性淀粉水溶液加热至沸腾后，保持沸腾3-60分钟，使水溶性淀粉水溶液充分水解，再加入硝酸银溶液进行反应。

发明人在大量试验中还意外发现：通过控制硝酸银溶液与水溶性淀粉水溶液的比例，使反应体系pH值保持在6.4～6.7之间时，所制得的银纳米颗粒的平均粒径在50纳米以下。

本发明所提供的银纳米颗粒的制备方法采用的设备简单，操作方便。水溶性淀粉方便易得、价格低廉、且没有毒性，以水溶性淀粉水溶液作为还原剂代替以往使用的化学试剂（柠檬酸钠、抗坏血酸、不饱和醇、肼等），所制备的银纳米颗粒表面不会产生有毒化学试剂残留，且表现出了明显的光学信号，因此合成的银纳米可以应用于生物医药领域。

附图说明

图1是实施例一中硝酸银与水溶性淀粉水溶液沸腾状态下反应15分钟、20分钟、25分钟、30分钟、35分钟后获取样品离心后测其紫外-可见吸收光谱（UV-Vis）图；

图2是实施例一中硝酸银与水溶性淀粉水溶液沸腾状态下反应时间为35分钟时所得到的银纳米的透射电子显微镜图；