一種抗色變納米銀溶膠的製備方法
2023-04-28 09:05:46 1
專利名稱：：一種抗色變納米銀溶膠的製備方法
技術領域：
：本發明涉及一種納米銀材料的製備方法，特別涉及一種抗色變納米銀溶膠的製備方法。
背景技術：
：近來，隨著生活水平的日益提高，人們對周邊生活環境有了更高的要求。例如，人們對於涉及衣、食、住、行等方面的各種日用品，非常注重其持久抗菌性能。而目前常用於日用品上的無機抗菌劑主要為粉體抗菌劑，如含汞、鉛、鎳、銅、鋅、金等金屬離子的無機抗菌劑，但該等抗菌劑一般分散度交叉，且其包含的汞、鉛、銅、鋅、金等金屬離子或是對人體具有殘留性的毒害，或是對物體有染色作用，或是殺菌性能較弱，或是成本太高，而難以推廣應用。納米銀溶膠作為一種無機、廣譜、長效、無副作用的抗菌劑受到人們的青睞，因而應用領域不斷擴大。與普通銀相比，納米銀由於比表面積大使其單位體積釋放的銀粒子更多，因此使用極少量的納米銀就可以產生很強的抗菌效果。研究表明，納米銀對革蘭氏陽性和陰性細菌、真菌和桿菌等650多種菌都具有優良的抗菌能力，因此可以廣泛的應用到紡織、醫療衛生、環境保護和日用家電等領域。但由於現有納米銀溶膠一般為黑色液體或者為黃色膠體，因此，若將其應用到紡織品和日用品通常會中引起色變問題。所以製備抗色變納米銀溶膠是具有急迫的應用需求和巨大的經濟價值。
發明內容本發明的目的是提供一種抗色變納米銀溶膠的製備方法，以製備具有優良的抗色變能力和高效持久抗菌性能的納米銀膠體，從而克服現有技術中的不足。為實現上述發明目的，本發明採用了如下技術方案一種抗色變納米銀溶膠的製備方法，其特徵在於，所述方法為首先將含銀氧化劑和保護劑溶於水中製成氧化溶液，且另將還原劑溶於水中形成還原溶液；其後，在溫度為110120°C，攪拌速度在50100rpm/min的條件下，將還原溶液緩慢滴加至氧化溶液中，滴加完畢後，充分攪拌混合反應溶液，得到抗變色納米銀溶膠液體，該納米銀膠體溶液在濃度小於或等於1000mg/kg時為無色透明膠體，在濃度高於1000mg/kg時為淺灰黃色膠體。具體的講，該方法具體包含下列步驟a.將含銀氧化劑、保護劑和水按0.160:150:1000的質量比配製成氧化溶液；b.將還原劑與水以150:101000的摩爾比配製成還原溶液；將氧化溶液加熱並攪拌，攪拌速度在50100rpm/min，當溫度升高至110120°C時，將還原溶液以30300滴/min的滴加速度滴加到氧化溶液中，形成混合反應溶液，其中，含銀氧化劑與還原劑的摩爾比為1:10020000;C.還原溶液滴加完畢後充分攪拌混合反應溶液得抗變色納米銀溶膠液體。在步驟c中，攪拌混合反應溶液的時間為0.52h。優選的方法為將硝酸銀和保護劑溶於水，製備成氧化溶液；將還原劑與水以150:100的摩爾比配製成還原溶液；將氧化溶液加熱到120。C並攪拌，攪拌速度為50rpm，同時將還原溶液按30滴/min的速度滴加到氧化溶液中，形成混合反應溶液，其中，硝酸銀與還原劑的摩爾比為1:10020000，待滴加完畢後，充分攪拌混合反應溶液2h，製得抗變色納米銀溶膠液體，其中納米銀粒子的平均粒徑在2030nm。所述含銀氧化劑為硝酸銀或硫代硫酸銀。所述還原劑為乙醇或丙醇。所述保護劑為胺基酸、聚乙烯醇、十二烷基黃酸鈉和聚乙烯吡咯烷酮中的一種或者幾種的組合。本發明中通過在溫度為110-120°C，攪拌速度為50100R/min的條件下，採用以還原能力比較弱的還原劑(如醇類)和含銀氧化劑(如硝酸銀)等進行氧化還原反應的方式，製備納米銀溶膠，且製備的納米銀粒子粒徑可控，並具有很好的抗色變能力，該納米銀膠體在低濃度(01000mg/kg)時為無色透明膠體，濃度大於1000mg/kg時為淺灰黃色膠體，具有良好抗色變能力，高穩定性和較好分散性，且抗菌效果優良，對大腸桿菌，金黃色葡萄球菌和白色念株菌的最低抑菌濃度MlC〈5mg/kg。若將該抗變色納米溶膠液體應用在紡織品後整理工藝中，則可以在不影響布料色度，手感等原有性能的情況下，使其經洗滌550次之後依舊保持高達99%的抗菌性能。該抗變色納米溶膠液體還可被直接噴灑到日常用品的表面進行高效持久的抑菌。與現有技術相比，本發明的有益效果在於該抗色變納米銀溶膠的製備方法工藝簡單，且製得的納米銀膠體具有良好抗色變能力，高穩定性和較好分散性，且抗菌效果優良，可被廣泛應用於應用到紡織、醫療衛生、環境保護和曰用家電等領域。具體實施例方式以下結合具體實施例對本發明的技術方案作進一步詳細說明。實施例1該抗色變納米銀溶膠的製備方法包括以下步驟將2.5g聚乙烯醇和0.95g硝酸銀固體加入到2.5L去離子水中溶解，製備成氧化溶液倒入反應釜中，加熱使氧化溶液溫度升至110。C，攪拌速度50rpm;將500g乙醇加入到1.8L水中溶解，配製成還原溶液；將還原溶液用單注流量控制器滴加以60滴/min的速度滴加到氧化溶液中；待還原溶液滴加完畢後繼續攪拌1小時，得到平均粒徑在20nm的無色透明納米銀膠體。首先，依據佛爾哈德法測定，該納米銀膠體中銀含量為125mg/kg;其後，依據GB/15979-2002標準，測試該納米銀膠體溶液的抑菌效果，測試結果如下表tableseeoriginaldocumentpage6備註實驗中陰性對照樣沒有生長細菌.注陰性對照樣是指不含菌液的滅菌後培養基所得的細菌菌落.由該測試結果可知，該納米銀膠體溶液具有良好的抑菌率；而後，將該納米銀膠體在54。C恆溫箱中放置14天，取出後發現，其仍然為無色透明膠體，同時依據GB/15979-2002測試其抑菌效果，測試結果如下tableseeoriginaldocumentpage7tableseeoriginaldocumentpage8備註實驗中陰性對照樣沒有生長細菌.注陰性對照樣是指不含菌液的滅菌後培養基所得的細菌菌落。實驗中lft，2#，3tt分別用100mg/kg的納米銀膠體採用兩浸兩軋方式處理，80°C烘乾的布料洗滌0次，20次，50次的樣品。由該測試數據可知，該抗菌布料的抗菌活性值達到3，並且其對布料色度沒有影響，抗菌耐洗性可以達到50次以上。實施例2該抗色變納米銀溶膠的製備方法包括以下步驟將50g胺基酸和47.5g硝酸銀固體加入到1L去離子水中溶解，製備成氧化溶液倒入反應釜中，加熱使氧化溶液升溫至120°C，同時以100rpm的速度攪拌氧化溶液；將2L丙三醇加入到18L水中溶解，配製成還原溶液；將還原溶液用單注流量控制器滴加以30滴/min的速度滴加到反應釜中；。待還原溶液滴加完畢後繼續攪拌2h，得到平均粒徑在20nm的淺黃色透明納米銀膠體。依據佛爾哈德法測定，該納米銀膠體的銀含量1372mg/kg，同時，將該淺黃色液體在80°C烘箱中烘乾後用XRD分析確定其為銀單質。其後，將該淺黃色透明納米銀膠體稀釋15倍後依據GB/15979-2002測試其抑菌效果，試驗結果顯示抑菌率達到99.99%。而後，將該淺黃色透明納米銀膠體在54。C恆溫箱中放置14天後，發現其性狀不變，且將該膠體稀釋15倍依據GB/15979-2002測試其抑菌效果，結果顯示其抑菌率仍然達到99.99%;最後，將該淺黃色納米銀膠體用水稀釋IO倍後採用浸軋法和浸漬法對棉布進行後整理的抗菌布料採用JISL1902-2008測試其抗菌效果,結果顯示，該抗菌布料的抗菌活性值達到3，並且布料色度和手感不變。實施例3該抗色變納米銀溶膠的製備方法包括以下步驟將15g聚乙烯吡咯烷酮、10g苯磺酸鈉和60g硝酸銀溶於1L去離子水中，配製成氧化溶液，將該氧化溶液倒入反應釜中，並加熱使溶液升溫至115°C，同時以90rpm的速度對其進行攪拌；將4.6Kg丙三醇到入1.8L去離子水中溶解配製還原溶液；將還原溶液用單注流量劑控制以300滴/min的速度滴加到氧化溶液中，待滴加完畢後繼續攪拌0.5h，得到粒徑在60nm的灰黃色粘稠納米銀膠體。依據佛爾哈德法測定，該納米銀膠體的銀含量濃度為5151mg/kg;其後，將該納米銀膠體稀釋100倍後依據GB/15979-2002測試其抑菌效果，測試結果顯示，抑菌率達到99.99%;而後，將該淺黃色透明納米銀膠體在54。C恆溫箱中放置14天後，發現其性狀不變，且將該膠體稀釋100倍依據GB/15979-2002測試其抑菌效果，結果顯示其抑菌率仍然達到99.99%，表明該高濃度納米銀膠體仍具有很好的穩定性和持久的殺菌能力；最後，將該納米銀膠體用水稀釋50倍後採用浸軋法和浸漬法對棉布進行後整理的抗菌布料採用JISL1902-2008測試其抗菌效果，測試結果顯示，該抗菌布料的抗菌活性值達到3，並且布料色度手感不變。實施例4該抗色變納米銀溶膠的製備方法包括以下步驟將IOOg聚乙烯吡咯烷酮、50g苯磺酸鈉和82.6g硫代硫酸銀溶於3L去離子水中，配製成氧化溶液，將該氧化溶液倒入反應釜中，並加熱使溶液升溫至115°C，同時以80rpm的速度對其進行攪拌；將2.3kg丙三醇到入1.8L去離子水中溶解配製還原溶液；將還原溶液用單注流量劑控制以300滴/min的速度滴加到氧化溶液中，待滴加完畢後繼續攪拌0.5h，得到粒徑在60nm的灰黃色納米銀膠體。依據佛爾哈德法測定，該納米銀膠體的銀含量濃度為7660mg/kg;9其後，將該納米銀膠體稀釋100倍後依據GB/15979-2002測試其抑菌效果，測試結果顯示，抑菌率達到99.99%;而後，將該灰黃色納米銀膠體在54°C恆溫箱中放置14天後，發現其性狀不變，且將該膠體稀釋100倍依據GB/15979-2002測試其抑菌效果，結果顯示其抑菌率仍然達到99.99%，表明該高濃度納米銀膠體仍具有很好的穩定性和持久的殺菌能力；實施例5該抗色變納米銀溶膠的製備方法包括以下步驟將O.5g聚乙烯吡咯烷酮、0.5g苯磺酸鈉和0.lg硝酸銀溶於1L去離子水中，配製成氧化溶液，將該氧化溶液倒入反應釜中，並加熱使溶液升溫至116°C，同時以80rpm的速度對其進行攪拌；將46g乙醇到入180ml去離子水中溶解配製還原溶液；將還原溶液用單注流量劑控制以250滴/min的速度滴加到氧化溶液中，待滴加完畢後繼續攪拌0.5h，得到粒徑在30nm的無色透明納米銀膠體。依據佛爾哈德法測定，該納米銀膠體的銀含量濃度為50mg/kg;其後，將該納米銀膠體依據GB/15979-2002測試其抑菌效果，測試結果顯示，抑菌率達到99.99%;而後，將該淺黃色透明納米銀膠體在54。C恆溫箱中放置14天後，發現其性狀不變，且將該膠體依據GB/15979-2002測試其抑菌效果，結果顯示其抑菌率仍然達到99.99%，表明該高濃度納米銀膠體仍具有很好的穩定性和持久的殺菌能力；最後，將該無色透明納米銀膠體採用浸軋法和浸漬法對棉布進行後整理，其抗菌布料依據JISL1902-2008測試其抗菌效果，測試結果顯示，該抗菌布料的抗菌活性值達到2，並且布料色度手感不變。上述實施例僅為說明本發明的技術構思及特點，其目的在於讓熟悉此項技術的人士能夠了解本發明的內容並據以實施，並不能以此限制本發明的保護範圍。凡根據本發明精神實質所作的等效變化或修飾，都應涵蓋在本發明的保護範圍之內。10權利要求1.一種抗色變納米銀溶膠的製備方法，其特徵在於，所述方法為首先將含銀氧化劑和保護劑溶於水中，製得氧化溶液，且另將還原劑溶於水中形成還原溶液；其後，在溫度為110～120°C，攪拌速度在50～100rpm的條件下，將還原溶液緩慢滴加至氧化溶液中，滴加完畢後，充分攪拌混合反應溶液，得到抗變色納米銀溶膠液體，該納米銀膠體溶液在濃度小於或等於1000mg/kg時為無色透明膠體，在濃度高於1000mg/kg時為淺灰黃色膠體。2.根據權利要求1所述的抗色變納米銀溶膠的製備方法，其特徵在於，該方法具體包含下列步驟a.將含銀氧化劑、保護劑和水按0.160:150:1000的質量比配製成氧化溶液；b.將還原劑與水以150:101000的摩爾比配製成還原溶液；將氧化溶液加熱並攪拌，攪拌速度在50100rpm，當溫度升高至110120°C時，將還原溶液以30300滴/min的滴加速度滴加到氧化溶液中，形成混合反應溶液，其中，含銀氧化劑與還原劑的摩爾比為1:10020000;C.還原溶液滴加完畢後充分攪拌混合反應溶液，製得抗變色納米銀溶膠液體。3.根據權利要求2所述的抗色變納米銀溶膠的製備方法，其特徵在於，在步驟c中，攪拌混合反應溶液的時間為0.52h。4.根據權利要求1或2所述的抗色變納米銀溶膠的製備方法，其特徵在於，該方法為將硝酸銀和保護劑溶於水，製備成氧化溶液；將還原劑與水以150:101000的摩爾比配製成還原溶液；將氧化溶液加熱到120。C並攪拌，攪拌速度為50rpm，同時將還原溶液按30滴/min的速度滴加到氧化溶液中，形成混合反應溶液，其中，硝酸銀與還原劑的摩爾比為1:10020000，待滴加完畢後，充分攪拌混合反應溶液2h，製得抗變色納米銀溶膠液體，其中納米銀粒子的平均粒徑在2030nm。5.根據權利要求1或2所述的抗色變納米銀溶膠的製備方法，其特徵在於，所述含銀氧化劑為硝酸銀或硫代硫酸銀。6.根據權利要求1或2或4所述的抗色變納米銀溶膠的製備方法，所述還原劑為乙醇或丙醇。7.根據權利要求1或2或4所述的抗色變納米銀溶膠的製備方法，所述保護劑為胺基酸、聚乙烯醇、十二垸基黃酸鈉和聚乙烯吡咯烷酮中的一種或者幾種的組合。全文摘要本發明涉及一種抗色變納米銀溶膠的製備方法，其包含的步驟為首先將含銀氧化劑和保護劑溶於水中，製得氧化溶液，且另將還原劑溶於水中形成還原溶液；其後，在溫度為110～120℃，攪拌速度在50～100rpm的條件下，將還原溶液緩慢滴加至氧化溶液中，滴加完畢後，充分攪拌混合反應溶液，得到抗變色納米銀溶膠液體，該納米銀膠體溶液在濃度為0～1000mg/kg時為無色透明膠體，濃度大於1000mg/kg時為淺灰黃色膠體。該抗色變納米銀溶膠的製備方法工藝簡單，且製得的納米銀膠體具有良好抗色變能力，高穩定性和較好分散性，且抗菌效果優良，可被廣泛應用於應用到紡織、醫療衛生、環境保護和日用家電等領域。文檔編號A01N59/16GK101473845SQ20091000085公開日2009年7月8日申請日期2009年1月19日優先權日2009年1月19日發明者蒲秀英申請人:上海華實納米材料有限公司