铜－银双金属胶体抗菌剂及其制备方法.pdf

由图1可见，所说的铜-银胶粒的中部为铜粒子，而外部则被银粒子部分或
全部所包覆，形成了一种双金属铜-银超微粒子；

由图2可见，当铜被银部分包覆时，所说的粒子的外形不太规则；

由图3可见，当铜被银全部包覆时，所说的粒子的外形较均匀，并呈球形；

由图4可见，铜粒子表面部分被银粒子包覆的铜-银胶，在410nm和580nm
处有吸收峰，这是因为铜的吸收峰在580nm处、而银的吸收峰在410nm处所致；

由图5可见，铜粒子表面全部被银粒子包覆的铜-银胶不出铜的吸收峰，仅
在410nm处出现银的吸收峰。

所说的分散剂为聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、聚乙烯醇(PVA)、明胶、甲基纤
维素、乙基纤维素、阿拉伯胶或淀粉等可溶性高分子中的一种或一种以上，分散
剂的作用是使铜-银粒子在溶液中保持稳定的、均匀的分散状态，分散剂用量太
少，不能保持胶体的稳定性，太多则将增加成本，优选的分散剂为PVP或PVA；

所说的溶剂为乙醇或水及其混合物，优选的溶剂为水；

所说的其它组分包括制备铜胶时的还原剂和原料，如硝酸盐和硫酸盐等，所
说的还原剂为水合肼、甲醛、抗坏血酸、次亚磷酸钠和NaBH4等。所说的上述
杂质是在制备过程中残留下来的，一般不影响双金属胶体的性能和使用效果。

上述的铜-银双金属胶体抗菌剂有一个优选的的组分比例，如下所示：

                  铜                    397mg/L～955mg/L

                  银                    250mg/L～870mg/L

                  分散剂                18g/L～31g/L

                  其它组分              1.5g/L～3g/L

以上均以1L溶剂为基准。

所说的铜-银双金属胶体抗菌剂可以直接作为抗菌剂使用，还可以进一步将
其制备成粉体抗菌剂。所说的粉体抗菌剂是以一种具有吸附活性的吸附剂为载
体，吸附了所说的铜-银双金属胶粒而形成的。其中：吸附剂与所说的铜-银双
金属胶粒的重量比为：

              吸附剂∶铜-银双金属胶粒＝(5～30)∶1；

所说的吸附剂为TiO2、SiO2、ZnO、磷酸锆、磷酸钙、沸石、黏土、硅胶、
二氧化硅/氧化铝、玻璃、活性碳或金属单质等中的一种。

所说的粉体抗菌剂的也具有较高的杀菌率，并可同时杀灭细菌和真菌。

上述的铜-银双金属胶体抗菌剂制备过程主要依次包括以下步骤：

①首先采用文献“无机化学学报”Vol，11.No.4.378-383(1995)陈永奋、
赵斌、杨海报导的“铜溶胶的制备”所公开的技术配制好铜含量为397mg/L～
955mg/L的铜胶；

②将分散剂含量为18g/L～31g/L、硝酸银含量为250mg/L～870mg/L的混
合溶液滴加到所说的铜胶中，滴加量用银铜比进行控制，一般为：
银∶铜＝(0.1～2.1)∶1，(摩尔比)，以银∶铜＝(0.3～2.0)∶1为佳；

③在0℃～80℃下反应1～2小时，即可获得所说的铜-银双金属胶体抗
菌剂。

由于在铜胶的制备过程中加入了过量的还原剂水合肼，该水合肼对银离子也
有还原作用，但该反应必须在80℃以上才能进行，故步骤③的温度应低于80℃，
以0℃～50℃比较适宜，最好在18℃～22℃下进行。

所说的粉体抗菌剂是这样进行制备的：

将具有吸附活性的吸附剂投入上述的铜-银双金属胶体抗菌剂中，搅拌100
分钟～200分钟，过滤，干燥后，即可获得所说的吸附了铜-银双金属胶的粉体
抗菌剂；

所说的吸附剂为TiO2、SiO2、ZnO、磷酸锆、磷酸钙、沸石、黏土、硅胶、
二氧化硅/氧化铝、玻璃、活性碳或金属单质等中的一种。

由上述公开的构思和技术方案可见，本发明所说的铜-银双金属胶体抗菌剂
克服了铜胶和银胶的缺点，而保持了两者的优点，不易氧化，成本较低，作为杀
菌剂，又能同时杀灭细菌和真菌，其杀菌率可达100％，制备方法也十分简单，
易于工业化生产，还可进一步制成粉体杀菌剂，具有十分广阔的应用前景。下面
将通过实施例对制备过程的有关细节作进一步的说明。

                           实施例1

铜胶的配制：

将76.8mg CuSO4·5H2O和2.01gPVP溶于50ml去离子水中，在80℃下保
温1小时，冷却至室温，滴入水合肼溶液5.5ml，(含水合肼260mg)，80℃回流
1小时，即得铜胶；

将483mg PVP、20.1mgAgNO3溶于25ml去离子水中，然后将该溶液在20
℃的条件下滴加到上述的铜胶中，搅拌2小时，即可获得所说的铜-银胶，其银
铜比为0.38∶1(摩尔比)。

采用美国Break Heaven公司的BI-90 PARTICLE SIZER粒度仪进行测试，
平均粒径为137nm，粒径分布范围为133nm，按GB15979-1995方法进行杀菌
效率测试，其杀菌率为100％。

                           实施例2

铜胶的配制：

将50.7mg CuSO4·5H2O和2.01gPVP溶于50ml去离子水中，采用实施例1
的方法制得铜胶；

将490mg PVP和70.0mg AgNO3溶于25ml去离子水中，然后采用实施例1
的方法制得所说的铜-银胶，其银铜比为2.03∶1(摩尔比)。

采用美国Break Heaven公司的BI-90 PARTICLE SIZER粒度仪进行测试，
平均粒径为80nm，粒径分布范围为104nm，按GB15979-1995方法进行杀菌效
率测试，其杀菌率为100％。

                           实施例3

铜胶的配制：

将31.9mg CuSO4·5H2O和297mgPVP溶于50ml去离子水中，采用实施
例1的方法制得铜胶；

将297mg PVP和44.9mg AgNO3溶于25ml去离子水中，然后采用实施例1
的方法，但在78℃的条件下制备所说的铜-银胶，其银铜比为2.06∶1(摩尔比)。

采用美国Break Heaven公司的BI-90 PARTICLE SIZER粒度仪进行测试，
平均粒径为157nm，粒径分布范围为136nm，按GB15979-1995方法进行杀菌
效率测试，其杀菌率为100％。

                           实施例4

将6g TiO2投入实施例1所得的铜-银双金属胶体抗菌剂中，搅拌100分钟，
过滤，干燥，获得一种灰黑色粉末，即为吸附铜-银双金属胶的粉体抗菌剂，其
杀菌率为100％。

                         实施例5～12

分别以SiO2、ZnO、磷酸锆、磷酸钙、沸石、黏土和硅胶为载体，采用实
施例4所述的方法制备铜-银双金属粉体抗菌剂。测试结果表明，都有较高的杀
菌率。