[發明專利]一種利用水溶性淀粉制備銀納米顆粒的方法

有效

• 申請號: 201610538200.1
• 申請日: 2016-07-11
• 公開（公告）號: CN106001608B
• 公開（公告）日: 2017-11-28
• 發明（設計）人: 孫麗;呂鵬程;尹躍超
• 申請（專利權）人: 上海理工大學
• 主分類號: B22F9/24
• 分類號: B22F9/24;B82Y40/00
• 代理公司: 上海瑞澤律師事務所31281
• 代理人: 寧芝華

技術領域

本發明屬于納米材料制備技術領域，具體涉及一種利用水溶性淀粉制備銀納米顆粒的方法。

背景技術

銀納米是粉末狀銀單質，粒徑小于100nm，一般在25-50nm之間。自問世以來一直深受人們的關注，不僅是由于其具有獨特的電子特性，光學特性，機械特性和催化特性，而且它也具有良好的抗菌性、生物兼容性和表面易修飾等優點，因此銀納米在生物醫用材料、化工的催化劑、陶瓷材料、導電漿料、污水處理、建筑材料、光吸收材料、涂料、傳感器、高性能電極材料等具有廣闊的應用前景，成為具有特殊性能的功能材料理論研究和應用開發的重要課題。因此，研究銀納米的制備方法有著及其重要的意義。

銀納米的制備方法很多，總的來說可分物理法、化學法和生物法三大類。物理法即將塊體（或粉末狀）的銀制成納米級的銀顆粒。常用的方法有激光燒蝕法、真空冷凝法和機械球磨法等。物理法對儀器設備的要求較高，生產費用昂貴，且顆粒的均勻性較差。化學法主要為化學還原法、光還原法 、電化學還原法、超聲波還原法、微乳液法。化學法操作簡單，易控制，主要用于性能要求較高的光學、電學、生物醫學等領域的銀納米粒子的合成。化學法的優點雖多，但一般需引入化學試劑來做還原劑或分散劑，這給環境及生物帶來了潛在的風險。生物法因為其條件溫和、安全、環保、能耗低，可以利用豐富的生物資源等優點，受到極大關注。近年來，銀納米顆粒的綠色合成方法逐漸涌現，如通過藤西柚皮、天竺葵葉、芳樟樹葉和泥猴桃等植物提取液替代化學還原劑來實現銀納米顆粒的綠色合成；在這些綠色合成過程中，無有毒化學試劑的殘留，但其植物提取液的提取工藝較復雜。水溶性淀粉價格低廉，無毒性，不會造成環境污染，在綠色合成過程中是以一種優良的分散劑而被廣泛認知的。目前，尚未見關于水溶性淀粉既做分散劑又做還原劑來合成納米顆粒的報道。水溶性淀粉無需提取，若既可作分散劑，又可作還原劑，將大大簡化綠色合成的工藝過程。申請人基于國家自然科學基金（11404210），對水溶性淀粉綠色合成銀納米顆粒做了進一步的探索。

發明內容

本發明的目的是提供一種利用水溶性淀粉制備銀納米顆粒的綠色合成方法。本發明方法可有效克服現有技術中采用物理方法制備銀納米顆粒均勻性差、對設備要求高、價格昂貴；采用化學法制備的銀納米雜質含量高，粒徑分布寬，易團聚，對環境污染嚴重；采用植物提取液替代化學還原劑制備銀納米顆粒工藝復雜，有有毒化學試劑殘留等缺陷。采用本發明方法制備的銀納米顆粒具有工藝簡單、條件溫和、無化學試劑殘留，價格低廉、無毒無污染等優點，制得的銀納米顆粒為生物醫學領域的應用奠定了基礎。

一種利用水溶性淀粉制備銀納米顆粒的方法，其特征在于：采用水溶性淀粉既做分散劑又做還原劑，無化學試劑添加，通過控制反應體系的pH值來控制硝酸銀溶液與水溶性淀粉水溶液的配比，使反應體系始終保持還原條件，從而使硝酸銀還原完全；具體制備步驟如下：

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

(2) 將硝酸銀晶體溶解于去離子水中形成0.006～0.014mol/L硝酸銀溶液；

(3) 將水溶性淀粉水溶液加熱至沸騰,將硝酸銀溶液加入到沸騰的水溶性淀粉水溶液中，保持反應體系pH值在6.0～7.0之間，沸騰狀態下反應15～35分鐘，反應結束，將所得反應液離心分離，將所得沉淀物干燥后即得銀納米顆粒。

各步驟中所使用的容器在使用之前都經王水洗滌，再用去離子水沖洗。

在步驟（3）中所述的將水溶性淀粉水溶液加熱至沸騰后，保持沸騰3-60分鐘，使水溶性淀粉水溶液充分水解，再加入硝酸銀溶液進行反應。

發明人在大量試驗中還意外發現：通過控制硝酸銀溶液與水溶性淀粉水溶液的比例，使反應體系pH值保持在6.4～6.7之間時，所制得的銀納米顆粒的平均粒徑在50納米以下。

本發明所提供的銀納米顆粒的制備方法采用的設備簡單，操作方便。水溶性淀粉方便易得、價格低廉、且沒有毒性，以水溶性淀粉水溶液作為還原劑代替以往使用的化學試劑（檸檬酸鈉、抗壞血酸、不飽和醇、肼等），所制備的銀納米顆粒表面不會產生有毒化學試劑殘留，且表現出了明顯的光學信號，因此合成的銀納米可以應用于生物醫藥領域。

附圖說明

圖1是實施例一中硝酸銀與水溶性淀粉水溶液沸騰狀態下反應15分鐘、20分鐘、25分鐘、30分鐘、35分鐘后獲取樣品離心后測其紫外-可見吸收光譜（UV-Vis）圖；

圖2是實施例一中硝酸銀與水溶性淀粉水溶液沸騰狀態下反應時間為35分鐘時所得到的銀納米的透射電子顯微鏡圖；