一种中性的纳米银水溶液、制备方法及其用途技术

一种中性的纳米银水溶液、制备方法及其用途。在助悬剂的助溶作用下，正硅酸四乙酯用酸或碱水解得到线性二氧化硅作为无固态骨架，用金属银盐还原法制备分散、均匀的粒径１－１００ｎｍ的纳米银颗粒负载在二氧化硅骨架上，通过纳滤膜或阴阳离子树脂脱除杂离子，从而获得稳定的中性纳米银水溶液。本发明专利技术的优点是：采用金属银盐还原法的纳米银水溶液，经脱杂离子获得中性的纳米银水溶液，纳米银粒径分布窄，粒径范围可控，中性纳米银水溶液杀灭微生物能力强，可用于制备消毒产品、抗菌药物。

【技术实现步骤摘要】
一种中性的纳米银水溶液、制备方法及其用途专利
本专利技术是一种中性的纳米银水溶液、制备方法及其用途。 技术背景在元素周期表中，银处于第二长周期的IB族中，银具有高的超热中子吸收能力、 高的导电率、高的导热率、高的可见光反射率和高的塑性以及低的热中子吸收能力、低的力 学强度、低的加工硬化率、低的再结晶温度和低放任回复软化温度。纳米银(Nano Silver)就是将粒径做到纳米级的金属银单质。纳米银对大肠杆 菌、淋球菌、沙眼衣原体等数十种致病微生物都有强烈的抑制和杀灭作用，而且不会产生耐 药性。动物试验表明，这种纳米银抗菌微粉即使用量达到标准剂量的几千倍，受试动物也无 中毒表现。同时，它对受损上皮细胞还具有促进修复作用。值得一提的是，该产品遇水抗菌 效果愈发增强，更利于疾病的治疗。纳米银研究现仍存在如下问题针对水相纳米银溶液的 酸碱度高、杂离子含量高，水相纳米银的制成品，酸碱度能够被控制在接近中性，杂离子含 量低且仍然能够高浓度地稳定存放而不出现沉淀的技术仍然不够成熟。
技术实现思路
本专利技术针对水相纳米银溶液的酸碱度高、杂离子含量高等问题，提供了一种中性、 杂离子含量低、纳米银粒径分布范围窄、颗粒均勻、粒径范围可控、水溶性好、稳定性佳的高 浓度中性纳米银水溶液及其制备方法。采用本方法可规模化生产质量稳定可控的低杂离子 的中性纳米银水溶液，纳米银的粒径范围在1-lOOnm。本专利技术的中性的纳米银水溶液是一种硝酸根离子含量小于0.01%、铵根离子含 量小于0. 02%、总无机杂离子含量小于0. 05%, PH为6. 0-8.0的水溶液，优选PH范围 6. 8-7. 2 ；所述的纳米银粒径Ι-lOOnm。优选的纳米银粒径为l-50nm。纳米银浓度范围为 0. 0003-1. 33摩尔/升。中性纳米银水溶液中残留的无机杂离子为硝酸根离子、铵根离子、 钠离子、硼酸根离子、氯离子。本专利技术的目的是通过下述技术方案实现的水解正硅酸四乙酯得到线性二氧化硅作为非固态骨架，用金属银盐还原法制备 分散、均勻的粒径I-IOOnm的纳米银颗粒负载在二氧化硅骨架上。优选的纳米银粒径为 l-50nm。优选的 pH 范围 6. 8-7. 2。具体方法的步骤如下方法一(1)取水加入酸于0 25°C水浴中搅拌，酸与水的摩尔体积比为IX 10_4_1摩尔/ 升，推荐摩尔体积比2X 10_2-0. 2摩尔/升。再加入助悬剂，搅拌使其完全溶解，助悬剂与水 的重量体积比为0. 1-50克/升。随后加入正硅酸四乙酯搅拌15分钟-5小时，正硅酸四乙 酯与水的重量体积比为8-1000克/升，推荐范围15-100克/升。加浓氨水调PH至8_10。 (2)配制硝酸银水溶液，加入氨水至硝酸银水溶液成为澄清络合溶液，络合溶液中硝酸银的浓度为0. 001-4摩尔/升，推荐范围0. 05-0. 2摩尔/升。氨水和硝酸银的摩尔比 2-3:1。(3)配制还原剂水溶液，还原剂的浓度为0.001-4摩尔/升，推荐范围0.05-0. 2摩尔/升。(4)将( 获得的银氨络合溶液和( 获得的还原剂水溶液滴加到步骤(1)获得 的二氧化硅混悬液中，得到深棕色液体。上述的银氨络合溶液、还原剂和二氧化硅混悬液的 体积比为1:1:1.(5)将步骤(4)得到的液体通过纳滤膜和离子交换树脂，即得到中性纳米银水溶 液。阴阳离子树脂的质量比0.5-3 1。推荐采用的纳滤膜为GE DK纳滤膜。方法二(1)取水加入碱于0 25°C水浴中搅拌，碱与水的摩尔体积比为IX 10_4_1摩尔/ 升，推荐摩尔体积比2X 10_2-0. 2摩尔/升。再加入助悬剂，搅拌使其完全溶解，助悬剂与水 的重量体积比为0. 1-50克/升。随后加入正硅酸四乙酯搅拌15分钟-5小时，正硅酸四乙 酯与水的重量体积比为8-1000克/升，推荐范围15-100克/升。(2)配制硝酸银水溶液，加入氨水至硝酸银水溶液中成为澄清络合溶液，络合溶液 中硝酸银的浓度为0. 001-4摩尔/升，推荐范围0. 05-0. 2摩尔/升。(3)配制还原剂水溶液，还原剂的浓度为0.001-4摩尔/升，推荐范围0.05-0. 2摩尔/升。(4)将银氨络合溶液和还原剂水溶液滴加到步骤(1)的二氧化硅混悬液中，得到 深棕色液体。上述的银氨络合溶液、还原剂水溶液和二氧化硅混悬液的体积比为1 1 1。(5)将步骤(4)得到的液体先过阳离子交换树脂，再过阴离子交换树脂，滤过液即 是中性纳米银水溶液，阴阳树脂总量与料液的质量体积比为10-4000克/升。阴阳离子树 脂的质量比0.5-3 1。所述的酸包括无机酸，如磷酸、硝酸等；有机酸，如醋酸、甲酸等。所述的碱包括无机碱，如氢氧化钠、氢氧化钾、氨水；有机胺，如三乙胺、乙二胺、二乙胺。所述的助悬剂包括乙烯类，如聚乙烯吡咯烷酮，乙烯吡咯烷酮与醋酸乙烯共聚物， 乙烯吡咯烷酮与醋酸乙烯共聚物等；聚丙烯类，如聚丙烯酰胺、聚丙烯酸钠等；多糖类及其 衍生物，如羧甲基纤维素钠、海藻酸钠等。所述的还原剂包括氯化亚锡、锌粉、硫化钠、水合胼、硼氢化钠或它们的混合物。所述的阴阳离子树脂混合床为阳离子交换树脂和阴离子交换树脂；所述的阳离 子是001X7型强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂、732型强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂、 D113型大孔弱酸性丙烯酸系阳离子交换树脂；所述的阴离子树脂是201X7型强碱性苯乙 烯系阴离子交换树脂、D201型大孔强碱性苯乙烯系阴离子交换树脂、701型弱碱性环氧系 阴离子交换树脂、703型大孔弱碱性丙烯酸系阴离子交换树脂。本专利技术的用途本产品是良好的广谱、高效抗菌材料。可应用于器械及空气消毒、 杀菌，且不会产生耐药性。采用本方法得到的纳米银颗粒均勻、分散，如附图1、附图2所示。本方法得到的产品均勻、分散性好，而且纳米银的颗粒尺寸可以通过银络合溶液还原反应条件控制。本专利技术制备纳米银的方法简单可以大规模工艺化生产，质量可控。通过用硝酸银 的浓度和还原剂与硝酸银的滴加速率来控制纳米银的粒径，容易制得纳米级的单质银。本 方法使用的所有溶剂易得、安全、廉价。本方法与过去制备方法显著不同的是，在本专利技术中，纳米银颗粒分散附着在链状 二氧化硅骨架上，使得纳米银可以以稳定的中性水溶液的形式存在，且纳米银溶液中基本 不含无机杂离子，附图说明图1 本专利技术实施例1的纳米银小球的透射电镜照片图2 本专利技术实施例1的纳米银小球的透射电镜照片具体实施方案实施例1(1)取500ml水加入0. 5X 10_4摩尔硝酸于0°C水浴中搅拌，加入聚乙烯吡咯烷酮 0. 05克，搅拌使其完全溶解。随后加入正硅酸四乙酯4克搅拌15分钟。加浓氨水调PH至 10。(2)配制硝酸银水溶液，加入氨水至其成为澄清络合溶液，络合溶液中硝酸银的浓 度为0.001摩尔/升。配制硼氢化钠水溶液，硼氢化钠的浓度为0.001摩尔/升。将银氨 络合溶液和硼氢化钠水溶液各500ml同时以3. 3ml/分钟的速度滴加到置于20°C水浴中的 步骤(1)的二氧化硅混悬液中，得到深棕色液体。(3)将步骤⑵得到的液体过市售GE DK纳滤膜，得到的母液过市售001 X 7型强 酸性苯乙烯系阳离子树脂和201X7型强碱性苯乙烯系阴离子交换树脂混合床，混合床树 脂总量7.5克，其中阴阳离子树脂比例本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种中性的纳米银水溶液，其特征是所述的中性的纳米银水溶液是含有纳米银浓度为０．０００３－１．３３摩尔／升、硝酸根离子含量０．００１－０．０１％、铵根离子含量０．００１－０．０２％、总无机杂离子含量小于０．００５－０．０５％的ｐＨ为６．０－８．０的水溶液；所述的纳米银粒径１－１００ｎｍ。

【技术特征摘要】
1.一种中性的纳米银水溶液，其特征是所述的中性的纳米银水溶液是含有纳米银浓度 为0. 0003-1. 33摩尔/升、硝酸根离子含量0. 001-0. 01%、铵根离子含量0. 001-0. 02%, 总无机杂离子含量小于0. 005-0. 05 %的pH为6. 0-8.0的水溶液；所述的纳米银粒径 l-100nm。2.如权利要求1所述的一种中性的纳米银水溶液，其特征是所述的纳米银粒径为 l-50nm ；所述的pH范围为6. 8-7. 2。3.如权利要求1所述的一种中性的纳米银水溶液，其特征是所述的无机杂离子为硝酸 根离子、铵根离子、钠离子、硼酸根离子或氯离子。4.一种如权利要求1或2所述的中性的纳米银水溶液的制备方法，其特征是在助悬剂 的助溶作用下，正硅酸四乙酯用酸或碱水解得到线性二氧化硅作为无固态骨架，用金属银 盐还原法制备分散、均勻的粒径I-IOOnm的纳米银颗粒负载在二氧化硅骨架上，通过纳滤 膜或阴阳离子树脂脱除杂离子，获得稳定的中性纳米银水溶液。5.如权利要求4所述的中性的纳米银水溶液的制备方法，其特征是通过如下一或二的 两个步骤分别获得步骤一a)取水加入酸于0 25°C水浴中搅拌，酸与水的摩尔体积比为1X 10_4-1摩尔/升；再 加入助悬剂，搅拌使其完全溶解，助悬剂与水的重量体积比为0. 1-50克/升；随后加入正硅 酸四乙酯搅拌15分钟-5小时，正硅酸四乙酯与水的重量体积比为8-1000克/升；加浓氨 水调PH至8-10 ；所述的酸是无机酸或有机酸；所述的助悬剂为乙烯类、聚丙烯类、多糖类或 其衍生物；b)配制硝酸银水溶液，加入氨水至硝酸银水溶液成为澄清银氨络合溶液，络合溶液中 硝酸银的浓度为0. 001-4摩尔/升；配制还原剂水溶液，还原剂的浓度为0. 001-4摩尔/升； 将银氨络合溶液和还原剂水溶液同时滴加到步骤(a)获得的二氧化硅混悬液中，得到深棕 色液体；所述的银氨络合溶液、还原剂水溶液和二氧化硅混悬液的体积比为1 1 1;所 述的还原剂是氯化亚锡、锌粉、硫化钠、水合胼、硼氢化钠或它们的混合物；c)将步骤(b)得到的深棕色溶液用纳滤膜或阴阳离子交换树脂混合床脱除杂离子获 得中性纳米银水溶液；所述的阴阳离子树脂混合床中树脂总量与料液的质量体积比为10-4000克/升，阴阳离子树脂的质量比为1 0.5-3;步骤二 d)取水加入碱于0 25°C水浴中搅拌，碱与水的摩尔体积比为1X10_4-1摩尔/升；再 加入助悬剂，搅拌溶解，助悬剂与水的重量体积比为0. 1-50克/升；随后加入正硅酸四乙酯 搅拌15分钟-5小时，正硅酸四乙酯与水的重量体积比为8-1000克/升；e)配制硝酸银水溶液，加入氨水至硝酸银...

【专利技术属性】
技术研发人员：孔黄宽，江艳，项玉华，吕龙，
申请(专利权)人：上海中科同力化工材料有限公司，孔黄宽，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]