[發明專利]一種高濃度高穩定性納米銀膠體溶液的制備方法

有效

• 申請號: 202110604406.0
• 申請日: 2021-05-31
• 公開（公告）號: CN113275587B
• 公開（公告）日: 2022-04-29
• 發明（設計）人: 張金偉;溫永漢;區棋銘;朱國軍;余國樞;黃雨錕
• 申請（專利權）人: 四川大學;廣東省江門市質量計量監督檢測所
• 主分類號: B22F9/24
• 分類號: B22F9/24;B82Y40/00
• 代理公司: 暫無信息
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本發明公開的一種高濃度高穩定性納米銀膠體溶液的制備方法以軟模板法制備納米銀為基礎，采用硝酸銀為銀源、苯扎溴銨為保護劑、硼氫化鈉為還原劑，首先將硝酸銀與苯扎溴銨混合，再將苯扎溴銨與硼氫化鈉混合后用增稠劑增稠后用于硝酸銀還原，反應完成后調整pH值并繼續加入增稠劑。本發明通過加入增稠劑使體系粘度增加，阻礙納米銀膠團的相互作用，以實現制備高濃度高穩定性納米銀膠體溶液的目的，構思巧妙，操作簡單，適合大規模生產。本發明制備的納米銀膠體溶液中銀離子濃度較傳統方法可提高40?200倍，在4℃和50℃條件下儲存30天后不會產生沉淀，紫外?可見光譜中特征吸收峰強度降低不超過10.6%。

技術領域

本發明屬于納米銀抗菌劑制備領域，具體涉及一種在納米銀制備過程中添加增稠劑以顯著提高納米銀濃度，并使所制備的高濃度納米銀具有良好穩定性的方法。

背景技術

納米銀是一種低毒、廣譜、高效的抗菌劑，長期使用不會使細菌產生耐藥性，目前已廣泛用于各類織物、涂料抗菌防霉處理。用作抗菌劑的納米銀一般是以膠體溶液的形式存在，制備方法主要是以硝酸銀為原料，采用不同的還原劑和保護劑進行還原，制備納米銀膠體溶液。由于納米銀具有很高的表面能，使得膠團與膠團之間容易產生團聚，特別是溶液中納米銀濃度較高時，膠團的團聚現象更明顯，因此納米銀的濃度相對較低。例如采用軟模板法制備的納米銀，其中銀濃度僅為2.4×10^-5g/mL（陳武勇，楊威特，唐秋月，等，一種納米銀復合抗菌劑的制備方法，CN 104126611 A）。

目前較低濃度的納米銀具有良好的抗菌性，實際使用過程中往往還需進一步稀釋，但是納米銀濃度過低，造成生產、運輸和儲存成本依然很高，如果可以制備更高濃度的納米銀，有助于降低該產品的流通成本具有重要的意義。

發明內容

為了制備具有良好穩定性的高濃度納米銀膠體溶液，發明人深入研究了已公開的納米銀膠體溶液制備方法、膠體化學和物理化學的相關資料。膠體溶液中膠團由于布朗運動而產生劇烈、頻繁的碰撞，使膠團易發生團聚乃至沉淀，因此膠體溶液在熱力學上是不穩定的。然而，由于膠團表面帶有一定的電荷，電荷的排斥作用抑制了膠團團聚，因此膠體溶液在動力學上是穩定的。當膠體溶液中膠團濃度提高時，膠團之間的相互碰撞更劇烈，就更容易發生團聚乃至沉淀。為了提高膠體溶液的穩定性，一般可采用稀釋溶液、和增強膠團表面電荷的方法。但是對于采用特定方法制備的納米銀而言，無法改變膠團表面的電荷，因此要制備具有良好穩定性的高濃度納米銀膠體溶液，必須采用其他思路。

在納米銀膠體溶液的制備過程中，增大保護劑用量可以提高納米銀的負載量，但是保護劑用量過大，保護劑之間的相互作用過強反而會影響納米銀膠團的穩定性。增稠劑分子通過與水分子形成氫鍵締合，減少了顆粒自由活動的空間，從而提高了體系黏度。體系粘度增加后增大了空間位阻，減緩了膠體溶液中膠團的相互碰撞，可以防止膠團團聚。因此，發明人在軟模板法制備納米銀膠體溶液的基礎上，通過擴大保護劑用量，并在制備過程中加入適量增稠劑提高體系粘度，以阻礙納米銀膠團的團聚，實現制備具有較高穩定性的高濃度納米銀膠體溶液的目的。

在上述研究的基礎上，發明人提供了一種高濃度高穩定性納米銀膠體溶液的制備方法，其特征在于該方法的工藝步驟和條件如下：（1）將硝酸銀溶于水配制成濃度為0.006-0.03 g/mL的溶液，向100份硝酸銀溶液中逐滴加入濃度為0.08-0.64 g/mL的苯扎溴銨溶液100份，攪拌均勻后得到混合體系A；（2）將100份濃度為0.004-0.02 g/mL的硼氫化鈉溶液和100份濃度為0.16-1.28 g/mL的苯扎溴銨溶液混合，然后再加入適量增稠劑，攪拌均勻后得到混合體系B；（3）在一定溫度下，將混合體系B 逐滴加入到混合體系A 中，滴加過程中不斷攪拌，并且控制滴加過程在1.5h 內完成，得到混合體系C；（4）用0.01 mol/L鹽酸調節混合體系C的pH值至6.0±0.2，再加入適量增稠劑，繼續攪拌30-60 min即得到高濃度高穩定性納米銀膠體溶液；以上所用物料的份數均為質量份。