[發明專利]利用羊毛角蛋白制備納米銀的方法

有效

• 申請號: 201710574321.6
• 申請日: 2017-07-14
• 公開（公告）號: CN107377992B
• 公開（公告）日: 2020-09-18
• 發明（設計）人: 王冬悅;李冰艷;楊旭紅;唐人成
• 申請（專利權）人: 南通紡織絲綢產業技術研究院
• 主分類號: B22F9/24
• 分類號: B22F9/24;B22F1/00;B82Y40/00;B82Y30/00
• 代理公司: 蘇州市中南偉業知識產權代理事務所(普通合伙) 32257
• 代理人: 楊慧林

本發明涉及一種利用羊毛角蛋白制備納米銀的方法，包括以下步驟：向熔融的尿素中加入羊毛，熱處理、透析后，得到羊毛角蛋白水溶液；用堿將羊毛角蛋白水溶液的pH調節至9?12，向其中加入銀鹽的水溶液，將反應液在80?98℃下反應，得到納米銀。本發明方法簡單，條件易控，利用熔融尿素提取的羊毛角蛋白作為還原劑和穩定劑制備納米銀，免除了其它非生態友好的還原劑、高分子穩定劑和分散劑的添加，可將所得納米銀直接應用于生物材料、復合材料、紡織品功能性整理劑等領域；本發明所得納米銀粒度均勻，粒徑較小，分散性和穩定性好。

技術領域

本發明涉及納米材料制備技術領域，尤其涉及一種利用羊毛角蛋白制備納米銀的方法。

背景技術

我國是毛紡工業大國，羊毛品種和資源極其豐富，但因受羊毛品質、飼養管理、紡織技術等因素的制約，每年都會產生大量的被廢棄的羊毛短纖維和粗纖維。廢棄的羊毛主要來自于以下三個方面：一是部分羊品種以及不良的生活環境所致的品質差的羊毛，二是在飼養管理方面因剪毛或者其它加工操作不當而導致產生了大量的可紡性差的羊毛短纖維，這些短纖維基本無紡織價值；三是養殖場、屠宰場、制革廠在生產加工過程中產生的大量廢棄羊毛。這些廢棄的羊毛，如果被隨意丟棄，不僅是一種資源的浪費，而且也污染了環境。廢棄的羊毛含有豐富的角蛋白，從廢棄的羊毛中將角蛋白提取出來、并加以利用無疑是一種變廢為寶、綠色環保的生產加工方式，對環境生態和經濟的可持續發展具有重要的意義。從廢棄羊毛中提取的羊毛角蛋白可以應用于多個領域，例如，可用作紡織品功能性整理劑、復合材料、吸附劑、生物醫用材料等。

從羊毛中提取角蛋白的方法一般有氧化法和還原法，氧化法會引起羊毛纖維二硫鍵和肽鍵的同時斷鍵，因而所提取的角蛋白分子質量不高。目前，還原法被大量應用于提取羊毛角蛋白，但所提取的角蛋白結構穩定性較差。雖然離子液體作為綠色環保型的溶劑也可用于羊毛角蛋白的提取，但溶解時間較長。近年，采用過熱水在180-220℃下水解和氧化羊毛纖維提取羊毛角蛋白的新方法，因不需要添加其它化學試劑而受到關注，但用該方法獲得的角蛋白分子質量較低，大約為1000-2000Da，屬于低聚肽，且具有還原性的胱氨酸含量很低，故所得角蛋白的應用受到低分子質量的限制。另外，由于所得角蛋白中還原性的胱氨酸含量很低，因此將其用作還原劑還原銀離子制備納米銀時需要很長的還原時間。

納米銀具有優異的抗菌性能，極少量的納米銀粒子便有很強的抗菌效果，不會產生耐藥性，且抗菌效果持久。納米銀現已被廣泛應用于導電涂層、生物醫療、抗菌紡織品、涂料、綠色家電家具抗菌膜、催化材料、熱交換材料等領域。

納米銀的制備方法主要分為物理法和化學法。物理法有物理粉碎法、真空冷凝法、機械球磨法等方法。用物理粉碎法和機械球磨法制得的納米銀產品純度低，顆粒分布不均勻，且不容易獲得較小粒徑的產品。真空冷凝法制備納米銀，對設備的要求很高，通常需要采用純度很高的銀原料，且存在納米銀粒子聚結的缺點。化學法包括還原法、氣/液兩相法、水熱合成法、沉淀合成法等方法。氣/液兩相法合成納米銀需要較長的時間。水熱合成法是在高壓釜里的高溫高壓環境中進行反應，對反應條件要求太高。沉淀合成法易引入雜質，所得納米銀純度低、粒徑大，難以制備出較小粒徑的納米銀粒子。還原法制納米銀，一般是在液相中通過氧化還原方法制備出納米銀粒子，在液相中銀離子極易被還原，故還原法制備納米銀無疑是最簡單可行的方法。

目前，納米銀多采用化學還原法制得。通常是在硝酸銀溶液中加入硼氫化鈉、水合肼、檸檬酸鈉、葡萄糖等還原劑將銀離子還原成銀，同時還要加入聚乙烯吡咯烷酮等高分子聚合物來提高納米銀的分散穩定性。從綠色化學的角度考慮，過多地添加硼氫化鈉、水合肼等有毒還原劑并不是環保的方法。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明的目的是提供一種利用羊毛角蛋白制備納米銀的方法，以從羊毛提取的角蛋白作為還原劑和穩定劑，制得穩定性好且具有抗菌功能的納米銀。

本發明提供了一種利用羊毛角蛋白制備納米銀的方法，包括以下步驟：