本发明专利技术公开了一种共混-洇湿-晶座法制备小尺寸纳米银晶体的方法，通过先将海藻酸钠粉末与银盐、固体还原剂在共混设备中混合均匀，后用去离子水缓慢洇湿物料，洇湿过程中控制无水渗出；再密闭保湿、静态下反应1-48h，制成半干态物料；将半干态物料溶于碱性二氧化氯水溶液中至完全溶解；再过滤或高速离心后得到主产物单质银晶体、副产物低分子量海藻酸钠。本发明专利技术工艺简单、可控，制备出的纳米银具有尺寸小，粒径分布范围窄、纳米效应优的特点。主产物银晶体适用于导电、抗静电、抗菌材料的改性，或纺丝法改性纤维的制造；副产物回收用于肥料。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了，通过先将海藻酸钠粉末与银盐、固体还原剂在共混设备中混合均匀，后用去离子水缓慢洇湿物料，洇湿过程中控制无水渗出；再密闭保湿、静态下反应1-48h，制成半干态物料；将半干态物料溶于碱性二氧化氯水溶液中至完全溶解；再过滤或高速离心后得到主产物单质银晶体、副产物低分子量海藻酸钠。本专利技术工艺简单、可控，制备出的纳米银具有尺寸小，粒径分布范围窄、纳米效应优的特点。主产物银晶体适用于导电、抗静电、抗菌材料的改性，或纺丝法改性纤维的制造；副产物回收用于肥料。【专利说明】—种共混-洇湿-晶座法制备小尺寸纳米银晶体的方法
本专利技术涉及一种纳米银晶体的制备方法，尤其涉及。
技术介绍
纳米银作抗菌剂有诸多用途，例如，用于手机、键盘、鼠标、空气清洁器，过滤器材料、冰箱、冷柜、洗衣机、厨房清洁产品、儿童玩具、婴儿奶瓶、门把手、牙刷、公共交通工具内饰、床上用品、内衣、袜子、衬衫、外套、手套、帽子等等，应用领域十分广阔。所以，纳米银已迅速成为日常消费产品中最常用的纳米材料之一，也是纳米材料商业化领域增长最快的材料。纳米银具有广谱抗菌，能杀灭各种致病微生物，比抗菌素更强的杀菌剂，可迅速直接杀死650多种细菌，使其丧失繁殖能力；渗透性强、能够促进伤口愈合、细胞生长及受损细胞修复；抗菌持久、安全无毒，对皮肤也无任何刺激反应；无耐药性等特点。纳米银分为纳米络合银和纳米单质银，前者靠银离子抗菌，后者靠银原子杀菌。从安全性上来讲，因为单质银化合价为零，不仅和银器一样无毒，而且和银器一样能长效抗菌。纳米银的制备方法主要分为化学法和物理法。其中，物理方法主要有还原球磨法、蒸发冷凝法及雾化法等。球磨法噪音大、效率低，并且难以达到纳米级，主要用于制备微米级材料；而蒸发冷凝法及雾化法等为高能耗制备法，工业化生产受到限制。化学方法主要有微乳液法、模板法、相转移法、化学还原法、光化学法、超声波法、电化学法、辐射法等等。例如，在聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、聚乙烯醇(PVA)、十二烷基硫酸钠(DBS)、明胶、十二烷基硫醇、吐温、山梨醇、三乙醇胺等分散剂和保护剂存在下，用水合肼、过氧化氢、抗坏血酸、葡萄糖、甲醛、氢气等还原剂，控制硝酸银浓度、反应时间、温度、PH值等条件，液相银离子被还原而得到50nm的银粉末。再如，以硝酸银为原料，以对苯二酚作为还原剂，添加链烷醇胺作分散剂，液相化学还原法制备出分散性良好的平均粒径约为IOOnm球形纳米银粉。近年来，人们尝试过采用不同的方法进行单质银或单分散银胶体的制备。其中，比较有代表性的方法有:在氯化胆碱离子液体中，采用牺牲阳极法直接从金属银制备了纳米银微粒，制得的产物大致呈球形，具有面心立方结构，粒径约为60nm。以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为保护剂，利用光化学还原法，制备出直径为50_120nm，长度约为50 μ m的银纳米线。姚素薇等在超声波作用下，以PVP为保护剂，硝酸银为前驱体，经硼氰化钠还原制备出了直径为10-20nm的稳定的单分散银胶体。也有人尝试过在超声作用下，以PVP_k30为分散剂，用水合肼作还原剂，在高浓度的硝酸银溶液中，通过液相还原保护法制取平均粒径为150nm的超细银粉。还有人尝试过以季铵盐型阳离子表面活性剂为结构导向剂和稳定剂，以六次甲基四胺为还原剂，用在高温高压下，利用水热合成法由硝酸银制备了直径约30nm、长约50 μ m的面心立方结构的银纳米线。但是，上述现有制备方法均或多或少地存在以下诸多缺陷:(I)物理法不但能耗高，设备复杂、昂贵，而且工艺条件控制繁杂；产物银的尺寸实际上难以达到纳米级，或粒径分布较宽；(2)在水相中低浓度条件下反应，反应效率低下，耗水量大；(3)需要多种稳定剂和改性剂，其中，聚乙烯醇(PVA)、十二烷基硫酸钠(DBS)、十二烷硫醇、季铵盐等均不能生物降解；而对苯二酚、硼氰化钠、水合肼、六次甲基四胺都有毒性；使用氢气则易发生爆炸事故，存在安全隐患。因此，上述方法皆不属于绿色化学工艺；(4)制备出的纳米银颗粒粒径大多在50nm及以上，很难得到IOnm左右、分布较窄的纳米银晶体产物，纳米效应比较低；(5)采用上述方法制备出的纳米银胶体用于纺织品后整理需用粘合剂、表面改性剂等化学品，不仅造成化学品污染，而且由于需要引入粘合剂，不可避免地，将导致纳米颗粒表面性质的改变，大大降低纳米效应，削弱抗菌等功能。而且，由于是涂层整理，所以抗菌等功能的持久性亦较差。
技术实现思路
本专利技术的目是，提供一种工艺控制简单、无有毒有害成分引入的共混-洇湿-晶座法制备小尺寸纳米银晶体的方法，采用该方法制备出的纳米银具有颗粒均匀、尺寸小，粒径分布范围窄、纳米效应良好的特点。本专利技术为实现上述目的所采用的技术方案是，，其特征在于，依次包括以下步骤:(I)在室温下，将海藻酸钠粉末与银盐、固体还原剂按重量比I: 0.05-0.1: 0.15-0.3在共混设备中混合均匀；后用室温至60°C的去离子水慢慢洇湿物料，洇湿过程中控制无水渗出，料液重量t匕 1:0.2-1 ；再密闭保湿、静态下反应l_48h，制成半干态物料；(2)在搅拌下，将上述半干态物料分散在氢氧化钠或碳酸钠的二氧化氯的水溶液中，反应l_2h直至完全溶解；上述二氧化氯的水溶液，其pH值为10-12、浓度为0.1-1% ；再经过滤或高速离心，得到主产物单质银晶体，副产物低分子量海藻酸钠。上述技术方案直接带来的技术效果是，制备工艺简单易控制、原料种类简单易获得，不需要引入诸如表面改性剂、润湿剂和粘合剂之类的化学试剂，且反应温度低，且溶剂用量少，因而能耗低、制造成本低；制备出的单质银粒径均匀、尺寸小、纳米效应良好、用途广。最为关键的是，上述技术方案通过控制银离子在“晶座”上形成晶核，尔后晶核经有限生长成为纳米尺寸晶体银。这个过程中，由于“晶座”始终彼此远离，晶体银不会聚集增长，所以晶体银不会产生聚集致过渡增长，故易得到所需获得的主产物:粒径尺寸小(约IOnm左右)，分布范围窄(±2nm)的纳米晶体银。优选为，上述银盐为硝酸银和/或醋酸银；上述固体还原剂为葡萄糖和/或次亚磷酸钠。该优选技术方案直接带来的技术效果是，原料无毒无害、可降解，工艺环保，属于绿色工艺过程。进一步优选，上述单质银晶体的粒径为8-12纳米。该优选技术方案直接带来的技术效果是，制备出的单质银晶体尺寸在10纳米左右，其尺寸分布范围窄，产品的均匀性好。进一步优选，上述反应副产物低分子量海藻酸钠经回收，适用于海藻类肥料的原料。该优选技术方案直接带来的技术效果是，将反应副产物低分子量海藻酸钠回收，用于海藻类肥料的原料，既可增加经济效益，又能实现资源的综合利用。综上所述，本专利技术相对于现有技术，具有以下有益效果:(1)“共混-洇湿法”制备纳米银晶体，与现有技术相比，实现了最小溶剂化，反应常温化，符合绿色清洁化工艺特点，不仅环境友好，而且工艺简化，节省能源，所以成本更低，效益更好。(2) “晶座法”制备纳米银，在“晶座”上形成晶核，尔后晶核有限生长成为纳米尺寸晶体银，因为“晶座”彼此远离，晶体银不会聚集增长，所以易得到尺寸小(约IOnm左右)，分布窄(±2nm)的晶体银。(3)碱性条件下，二氧化氯使大分子海藻酸钠以小于700分子量的小分子溶出，这大大减少了溶出用水，本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种共混‑洇湿‑晶座法制备小尺寸纳米银晶体的方法，其特征在于，依次包括以下步骤： (1)在室温下，将海藻酸钠粉末与银盐、固体还原剂按重量比1∶0.05‑0.1∶0.15‑0.3在共混设备中混合均匀； 后用室温至60℃的去离子水慢慢洇湿物料，洇湿过程中控制无水渗出，料液重量比1:0.2‑1； 再密闭保湿、静态下反应1‑48h，制成半干态物料； (2)在搅拌下，将上述半干态物料分散在氢氧化钠或碳酸钠的二氧化氯的水溶液中，反应1‑2h直至完全溶解；上述二氧化氯的水溶液，其pH值为10‑12、浓度为0.1‑1％； 再经过滤或高速离心，得到主产物单质银晶体，副产物低分子量海藻酸钠。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：李群，赵昔慧，李子超，吕洲，王艳玮，李晓雯，胡良宁，马苗，张超，
申请(专利权)人：青岛大学，
类型：发明
国别省市：山东;37
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