[發明專利]一種利用助還原劑合成片狀纖維素納米晶/納米銀雜化粒子的制備方法

有效

• 申請號: 201510323487.1
• 申請日: 2015-06-15
• 公開（公告）號: CN105033275B
• 公開（公告）日: 2017-09-05
• 發明（設計）人: 余厚詠;盧芳芳;姚菊明;劉佳寧;李蕊含
• 申請（專利權）人: 浙江理工大學
• 主分類號: B22F9/24
• 分類號: B22F9/24;B82Y40/00;B82Y30/00
• 代理公司: 浙江杭州金通專利事務所有限公司33100
• 代理人: 肖承云,徐關壽

技術領域

本發明屬于纖維素納米晶/納米貴金屬雜化粒子的制備領域，特別涉及一種纖維素納米晶/納米銀雜化粒子的制備方法。

背景技術

銀的抗菌性能早在 16 世紀就被廣泛地應用于醫藥界，如用銀片覆蓋傷口預防潰爛，用銀絲織成紗布包裹皮膚創傷，嬰兒出生時滴上硝酸銀溶液可防止黏膜感染(袁鵬,何宏平.銀系無機抗菌劑的研究進展[J] . 化工礦物與加工, 2002, 31(10):5-9.)。隨著納米技術的迅猛發展，將金屬銀加工成納米銀后，原子排列表現為介于固體和分子之間的“介態”，其比表面積極大，顯示出明顯的表面效應、小尺寸效應和宏觀隧道效應，這種活性極強的納米銀微粒具備超強的抗菌能力。中國專利CN569366A 公開了一種納米銀水溶液的制備方法，此發明在超聲分散后加入去離子水制備成納米銀稀釋液。值得注意的是，納米銀極易發生團聚現象，經團聚后易形成大尺寸的納米銀顆粒，這將導致納米銀抗菌性能的下降。而纖維素納米晶表面含有的大量活性羥基可以與納米銀發生作用，起到穩定納米銀溶液的作用，使之具有成為一種負載納米銀的載體的可能性。當納米銀負載于纖維素納米晶后，利用纖維素納米晶的模板效應即可將之視為納米銀在水溶液中的分散劑。纖維素納米晶具有高長徑比、優良的機械性能、全降解和可再生等特性，經已被開發并廣泛應用于制備新型廉價的生物復合材料?，F有研究表明，玉米狀和殼核結構的纖維素納米晶/納米銀雜化粒子具有較好的抗菌性能 (Yu H, Sun B, Zhang D, et al. Reinforcement of biodegradable poly (3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyvalerate) with cellulose nanocrystal/silver nanohybrids as bifunctional nanofillers[J]. Journal of Materials Chemistry B, 2014, 2(48): 8479-8489)。根據有關針對納米銀對細菌的殺傷效果及影響因素的研究表明，納米銀粒子先在細胞壁上產生小的孔洞，通過孔洞進入周質空間使細胞膜成分泄漏并破壞細胞膜，進而使得細胞內部的DNA 濃縮呈緊張態，最后與破損細菌的細胞質結合積聚，引起胞內物質流失 (謝小保, 李文茹, 曾海燕, 等. 納米銀對大腸桿菌的抗菌作用及其機制[J].材料工程, 2008(10): 106-109.)。但玉米狀和殼核結構（其中銀呈顆粒狀）的纖維素納米晶/納米銀雜化粒子尺寸較大，不易透過細胞膜進入細胞內部殺死細菌。而本發明制備的片狀雜化粒子不僅實現結合牢固，而且具有更小的尺寸和更大的比表面積，雜化粒子具有更好抑菌和殺菌效果，并且具有廣譜抗菌作用和超強的滲透性，使之能夠實現持久抗菌。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種利用助還原劑合成片狀纖維素納米晶/納米銀雜化粒子的制備方法。本發明所用的原料為表面含有甲酯基或醛基的纖維素納米晶，在水浴條件下運用簡單氧化還原反應即可制備出纖維素納米晶/納米銀雜化粒子。本發明所用原料成本低廉易得，制備工藝簡單快速，制備條件溫和易控，適合于工業化規模生產；所制得的片狀纖維素納米晶/納米銀雜化粒子不僅可以實現形貌可控，還具有尺寸小和較大比表面積的特性，并且在水溶液中其也具有較好的分散性，纖維素納米晶與納米銀結合牢固，抗菌效果優良并能實現持久抗菌。

本發明的一種利用助還原劑合成片狀纖維素納米晶/納米銀雜化粒子的制備方法，包括：

（1）按照質量比10:1-5:1-5稱取纖維素納米晶，助還原劑和有機分散劑，將三者溶于水溶液中充分攪拌，隨后加入濃度為0.01-0.05mol/L銀氨溶液，并控制反應體系內固液比為1.625-2.85:150-200，其計量單位分別為g和ml。

（2）將上述溶液于70^oC-90^oC下水浴加熱，持續攪拌20-30min。待反應產物自然冷卻后，經離心水洗將溶液的pH值調至7，最后干燥至恒重，即得片狀纖維素納米晶/納米銀納米雜化粒子。

所述步驟（1）中的纖維素納米晶，其表面帶有甲酯基或醛基。

所述步驟（1）中的助還原劑為葡萄糖、蔗糖和果糖中的一種。

所述步驟（1）中的有機分散劑為聚乙烯吡咯烷酮、三乙基乙基磷酸、十二烷基硫酸鈉、甲基戊醇、聚丙烯酰胺和脂肪酸聚乙二醇酯中的一種。

所述步驟（2）中，所得片狀纖維素納米晶/納米銀雜化粒子的直徑為10-700 nm。