多功能纳米银溶液的制备方法.pdf

本发明公开了一种多功能纳米银溶液的制备方法。利用表面改性的电气石颗粒搭载粒径在20～100nm的纳米银溶液。该制备方法工艺简单，反应条件温和，制备成本较低，同时具有广谱抗菌性、释放负离子性以及优良的吸水性等特性。本发明可以广泛应用于卫生用品，以及日常生活用品中。

1.  一种多功能纳米银溶液的制备方法，其特征是：
(a)称取固体硝酸银5～25g溶于去离子水中，滴加1～30％氨水至沉淀消失，所得络合溶液标记为组分A，其中硝酸银浓度为0.01～0.3mol/l，氨的浓度为0.2～1mol/l；
(b)选用微米级电气石粉体，粒径在0.2～2um，加入分散剂，得到悬浮液，静置5～24h后，取上层清液，添加表面改性剂，使其微米电气石表面连接亲水基团，得到组分B溶液，其中电气石颗粒、分散剂与表面改性剂的重量体积比为4.3～9∶5～10∶10～20；
(c)将络合溶液A加入到B溶液中，溶液B与溶液A的体积比为1∶1.4～1∶10，在20～45℃下，搅拌1～6h，使银氨络离子吸附在电气石表面，得到悬浮液；
(d)将步骤(c)得到的悬浮液，加入还原剂，其的浓度为0.04～1mol/l，在70～90℃下，持续2～7h得到纳米银溶胶C，此时改性微米级电气石的表面上的银氨络离子被还原成纳米银，其粒径20～100nm；
(e)向纳米银溶胶C组分中加入一定量去离子水，C组分与去离子水的重量体积比为1∶70～1∶200，悬浮，静置，取上层清液，从而得到多功能纳米银溶液。

2.  根据权利要求1所述多功能纳米银溶液的制备方法，其特征在于：得到的纳米银溶液中纳米银的浓度在500～2000ppm。

3.  根据权利要求1、2所述的多功能纳米银溶液的制备方法，其特征在于：分散剂是去离子水、三乙醇胺、吐温。

4.  根据权利要求1所述的多功能纳米银溶液的制备方法，其特征在于：还原剂是柠檬酸、硼氢化钾、亚硫酸钠、柠檬酸钠。

5.  根据权利要求1所述的多功能纳米银溶液的制备方法，其特征在于：表面改性剂是含有亲水基团的表面活性剂，是十二烷基苯磺酸钠、十二烷硫酸钠。

多功能纳米银溶液的制备方法
技术领域
本发明是一种具有多功能的纳米银溶液制备方法及应用。
背景技术
银具有广谱抗菌性。微量的银在溶液中就有杀灭细菌的能力。银离子可通过阻断细菌的呼吸酶系统，干扰细菌代谢从而致细菌死亡，但银离子在溶液中的不稳定性限制其推广应用。纳米银是将金属银加工成纳米级颗粒，从而使得银的杀菌能力产生了质的飞跃，在百万分之几的浓度下，即可杀灭常见的细菌、真菌、支原体、衣原体等致病微生物。利用纳米技术制备的纳米银，具有稳定的化学特性，在电学、光学和催化等方面具有十分优异的特性。纳米银现已广泛应用于抗菌材料的制备，市场上已经出现抗菌陶瓷材料、抗菌涂料以及抗菌织物等。但合成的纳米银大部分为粉状，增加了超细粉化、设备再投资、能耗等实际问题，不仅使成本大大提高，而且还影响了生态环境。一般采用的生产方法为化学沉淀法、溶剂热法、气相法等，其生产工艺难以控制，产量低，且投资大。
发明内容
本发明的目的在于克服上述技术不足，提供一种多功能纳米银溶液的制备方法。不仅具有成本低、操作简单等优点，而且纳米银溶液具有广谱抗菌性、释放负离子性以及优良润湿特性。本发明的纳米银溶液无毒副作用，且具有较好的稳定性。
本发明的目的是按下述步骤制备实现的：
(a)称取固体硝酸银5～25g溶于去离子水中，滴加1～30％氨水至沉淀消失，所得络合溶液标记为组分A，其中硝酸银浓度为0.01～0.3mol/l，氨的浓度为0.2～1mol/l；
(b)选用微米级电气石粉体，粒径在0.2～2um，加入分散剂，得到悬浮液，静置5～24h后，取上层清液，添加表面改性剂，使其微米电气石表面连接亲水基团，得到组分B溶液，其中电气石颗粒、分散剂与表面改性剂的重量体积比为4.3～9∶5～10∶10～20；
(c)将络合溶液A加入到B溶液中，溶液B与溶液A的体积比为1∶1.4～1∶10，在20～45℃下，搅拌1～6h，使银氨络离子吸附在电气石表面，得到悬浮液；
(d)将步骤(c)得到的悬浮液，加入还原剂，其的浓度为0.04～1mol/l，在70～90℃下，持续2～7h得到纳米银溶胶C，此时改性微米级电气石的表面上的银氨络离子被还原成纳米银，其粒径20～100nm；
(e)向纳米银溶胶C组分中加入一定量去离子水，C组分与去离子水的重量体积比为1∶70～1∶200，悬浮，静置，取上层清液，从而得到多功能纳米银溶液。得到的纳米银溶液中纳米银的浓度在500～2000ppm。分散剂是去离子水、三乙醇胺、吐温。还原剂是柠檬酸、硼氢化钾、亚硫酸钠、柠檬酸钠。表面改性剂是含有亲水基团的表面活性剂，是十二烷基苯磺酸钠、十二烷硫酸钠。所述的微米级电气石粉体可以市售得到。
本发明溶液含有载有纳米银的微米级电气石，因而在具有抗菌作用的同时，也保持了电气石所具有的特点，如释放负离子、远红外辐射等。电气石经过表面改性，具有亲水基团，从而增加吸水的特性。
本发明所述的多功能纳米银溶液可以对内衣、卫生巾、卫生护垫、卫生棉条、湿巾、纸尿裤、纸尿垫、鞋垫、毛巾、口罩等织物进行处理，处理后的织物不仅具有广谱抗菌功能，而且具有优良的润湿性。例如，在卫生巾方面的应用，可以起到抗菌的作用，同时又能释放负离子，由于溶液中亲水型基团存在，因而具有优良的吸水性，增加了卫生巾的渗透性。
具体实施方式
实施案例1
将硝酸银6g溶于500ml去离子水中，滴加5％氨水至沉淀消失成为络合溶液，所得络合溶液A中硝酸银的浓度约为0.07mol/l，氨的浓度为0.6mol/l。将5g粒径为1～2um电气石粉体加入200ml去离子水得到悬浮液，静置24h后。取上层清液，加入17g十二烷基苯磺酸钠并充分搅拌得到组分B，其中电气石颗粒、去离子水与十二烷基苯磺酸钠的重量体积比为5∶10∶13。将络合溶液A加入到B溶液中，溶液B与溶液A的体积比为1∶2，在30℃下搅拌3h，得到悬浮液。加入0.1g柠檬酸，柠檬酸的浓度为0.07mol/l，升温至90℃，保持温度3h得到纳米银溶胶组分C，此时改性微米级电气石的表面上的银氨络离子被还原成纳米银，纳米银其粒径20～50nm。向C中加入一定量去离子水，C组分与去离子水的重量体积比为1∶200，悬浮，静置，取上层清液，得到多功能纳米银溶液，其中纳米银的浓度为1000ppm。
实施案例2
将硝酸银9g溶于500ml去离子水中，滴加7.5％氨水至沉淀消失成为络合溶液，所得络合溶液A中硝酸银的浓度约为0.1mol/l，氨的浓度为0.8mol/1。将7g粒径为1～2um电气石粉体加入150ml三乙醇胺得到悬浮液，静置18h后。取上层清液，加入9g十二烷硫酸钠并充分搅拌得到组分B，其中电气石颗粒、三乙醇胺与十二烷基苯磺酸钠的重量体积比为7∶6∶11。将络合溶液A加入到B溶液中，溶液B与溶液A的体积比为1∶4，在45℃下搅拌6h，得到悬浮液。加入0.2g柠檬酸钠，柠檬酸钠的浓度为0.16mol/l，升温至75℃，保持温度2h得到纳米银溶胶组分C，此时改性微米级电气石的表面上的银氨络离子被还原成纳米银，纳米银粒径20～90nm。向C中加入一定量去离子水，C组分与去离子水的重量体积比为1∶100，悬浮，静置，取上层清液，得到多功能纳米银溶液，其中纳米银的浓度为700ppm。
实施案例3
将硝酸银12g溶于500ml去离子水中，滴加20％氨水至沉淀消失成为络合溶液，所得络合溶液A中硝酸银的浓度约为0.2mol/l，氨的浓度为0.95mol/l。将9g粒径为0.2～1um电气石粉体加入150ml吐温得到悬浮液，静置24h后。取上层清液，加入6g十二烷硫酸钠并充分搅拌得到组分B，其中电气石颗粒、吐温与十二烷基硫酸钠的重量体积比为7∶7∶10。将络合溶液A加入到B溶液中，溶液B与溶液A的体积比为1∶6，在20℃下搅拌4h，得到悬浮液。加入硼氢化钾0.15g，硼氢化钾的浓度为0.56mol/l，升温至70℃，保持温度2h得到纳米银溶胶组分C，此时改性微米级电气石的表面上的银氨络离子被还原成纳米银，纳米银粒径50～100nm。向C中加入一定量去离子水，C组分与去离子水的重量体积比为1∶100，悬浮，静置，取上层清液，得到多功能纳米银溶液，其中纳米银的浓度为1600ppm。
实施案例4
将硝酸银20g溶于500ml去离子水中，滴加5％氨水至沉淀消失成为络合溶液，所得络合溶液A中硝酸银的浓度为0.3mol/l，氨的浓度为1mol/l。将9g粒径为0.2～1um电气石粉体加入150ml去离子水得到悬浮液，静置8h后。取上层清液，加入15g十二烷基苯磺酸钠并充分搅拌得到组分B，其中电气石颗粒、去离子水与十二烷基苯磺酸钠的重量体积比为9∶10∶16。将络合溶液A加入到B溶液中，溶液B与溶液A的体积比为9∶1，在40℃下搅拌4h，得到悬浮液。加入0.15g亚硫酸钠，亚硫酸钠的浓度为0.76mol/l，升温至80℃，保持温度7h得到纳米银溶胶组分C，此时改性微米级电气石的表面上的银氨络离子被还原成纳米银，其粒径30～80nm。向C中加入一定量去离子水，C组分与去离子水的重量体积比为1∶70，悬浮，静置，取上层清液，得到多功能纳米银溶液，其中纳米银的浓度为500ppm。
将实施案例1～4分别记做A1～A4，将白色棉布浸入上述溶液中1h后自然晾干。进行杀菌性能测试，测试方法均采用中华人民共和国纺织行业标准FZ/T3023～2006。上述均达到国家FZ/T3023～2006标准。此外该溶液还具有释放负离子、良好吸水性等特性。