本发明专利技术提供一种既简单又经济的涂有金属的非金属纳米粒子／微粒子的制备方法。该纳米粒子／微粒子由核心以及用银或其它过渡／贵金属涂覆在该核心上的金属涂层组成。非金属纳米粒子／微粒子的核心选自无机材料诸如：二氧化硅、碳酸钙、硫酸钡、或乳状液聚氯乙烯以及由乳化方法制备的包括多孔性聚合体在内的其它聚合体。该金属涂层是选自易于还原为元素金属的过渡／贵金属诸如：铜、镍、银、钯、铂、锇、钌、铑，以及其它金属和它们的组合物。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术一般地涉及涂有金属的非金属纳米粒子/微粒子，更具体地说，涉及涂 有银或其它过渡/贵金属的二氧化硅、硫酸钡、碳酸钙、固体聚合体粒子或高表面 积(high-area)多孔性聚合纳米粒子/微粒子。本专利技术还涉及该物质的既简单又经济 的制备方法及应用。本专利技术还涉及能够为可持续环境应用的独特处理机制。
技术介绍
微型及纳米技术位处众多研究和巨大投资的中心，尤其是在信息技术、食品及 保健的领域。在矿物合成、有机合成、复杂介质的物理-化学，以及材料物理学各 方面的耦合技术已成为这些发展的成功之钥。特别是纳米和微粒子的工业应用范 围极广泛，诸如应用在保健、医疗以及感光乳胶等方面。在其它的应用方面，纳米 粒子/微粒子已被用作为成核中心，其可用于形成具有特定结构的较大粒子。长久以来银被认为是强效及天然的抗生素和抗菌物。银和纳米粒子/微粒子的 组合物在很多领域是极具吸引力的。这种极小尺寸的银纳米和微粒子意味着它们 有大面积-体积比，因此当与巨大体积的银相比较时，其表面相关性质诸如催化作 用增强了。这使得它们易于且强势地与环境(包括微生物以及其它环境介质)互相作 用，因此增加了它们的抗菌效能。除了有抗菌作用外，银还具有抗真菌和除臭的作用，该作用最近已为商业利 用。最近在纳米技术期刊上公开了一项得克萨斯州大学和墨西哥大学的研究成果, 其证实了银纳米粒子能够杀死艾滋病病毒(HIV-1)。该项研究成果着眼于l-100nm 范围内的银纳米粒子在革兰氏阴性球菌方面的效能，利用高角度环形暗场像(HAADF)扫描透射电子显微镜(STEM)。他们的结果指出，银纳米粒子的杀菌性质 为尺寸效应，因为只有银纳米粒子呈现出与直径优先为 l-10nm的细菌直接交 互作用。该研究报告的作者提出除HIV-1以外纳米粒子还可杀死其它病毒。人们 不断地探究银纳米粒子的好处。研究者们对纳米银可以成为控制多种类型病毒的 溶液持乐观态度。当银开始用来对抗以前不可治愈的病毒(诸如达菲抗禽流感)时， 现在可能将其视为是药物的替代品。因腐败丢弃的食品在全世界是一项非常重大的经济损失。例如，有一则消息来 源报导了食品工业每年丢弃的腐败食品价值350亿美元。报导说，根据2003年的 调査，所有超市百分之五十六的贮备縮小是源自于易腐败食品。目前食品生产及 零售业趋向于设计可持续的供应链。这还必须延长和调整生果和其它农产品的可 用寿命，需要节能方法来持续冷藏生果和其它农产品，以使细菌保持在低数目来 达到保鲜目的。为增效，产业趋向于通过在可持续环保包装要求下使用更多新鲜 切割产品，来提升较健康的生活方式，该包装可检测、监控、传送及延长食品的使 用寿命。具体地说，目前用于延长这些产品的可使用寿命的方法包括施用农药、 化肥以及在产品成熟之前采摘。其它方法包括各式各样的包装备选方案，其包括 透气控制并减少乙烯区。已经知道产生纳米粒子/微粒子的各种方法。例如，授权给Denes等人的美国 专利号7,128,816公开了一种电导材料的纳米粒子的胶态分散制作方法。在紧凑型 介质等离子体反应器中制作这种胶态分散，该反应器具有至少一个静态电极和至少一个旋转电极。自形成电子的电导材料溅射出微小的粒子。印度专利192012描述了一种制作多孔性聚合体纳米粒子的乳胶法。 国际专利申请公开号WO9106036揭示了涂有一或多层纳米粒子的各种类型的 材料。它还公开了一种涂有金属的纳米粒子的制备方法，其中，制备金属卤化物纳 米粒子并使其紫外曝光，以使金属卤化物变化形成覆盖个体纳米粒子的金属涂 层。在另一变型方法中，制备涂有银的粒子方法为提供银离子源和卤化物离子源 来产生涂有银卤化物的纳米粒子，随后使银卤化物纳米粒子在EDTA中紫外曝光, 以使涂有银的纳米粒子的银卤化物涂层还原。在又一变型方法中，将涂有银卤化 物的粒子和电子清除器包含在厌氧流体介质中且均匀地分布，以致于该流体介质 在足够强度下曝光足够长时间，使银卤化物涂层还原成金属银。在Cong等人发表的文章"Hollow Cu-NP Spheres Made from Electroless Cu Deposition with Colloidal Particles as Templates，，中,描述了一种使用Si。2禾口 PSMA10纳米粒子作为模板核心，在该纳米粒子范围内制作空心铜球的方法。将所述核心去除以形成空心的金属纳米粒子。测得Si02粒子上的壁厚度大约为30nm,PSMA 粒子上的壁厚度大约为55nm,尽管较薄壁的Si02粒子在去除核心过程中较小可 能会破裂。国际专利申请公开号WO9106036揭示了涂有一或多层纳米粒子的各种类型的 材料。它还公开了一种涂有金属的纳米粒子的制备方法，其中，制备金属卤化物纳 米粒子并使其紫外曝光，以使金属卤化物变化形成覆盖个体纳米粒子的金属涂 层。在另一变型方法中，制备涂有银的粒子方法为提供银离子源和卤化物离子源 来产生涂有银卣化物的纳米粒子，随后使银卤化物纳米粒子在EDTA中紫外曝光, 以使涂有银的纳米粒子的银卤化物涂层还原。在又一变型方法中，将涂有银卤化 物的粒子和电子清除器包含在厌氧流体介质中且均匀地分布，以致于该流体介质 在足够强度下曝光足够长时间j使银卤化物涂层还原成金属银。上述应用于制备涂有银的纳米粒子的所有方法都是繁琐且冗长的。这些方法 还受到限制，因它们只能够制作具有确定尺寸或更大尺寸涂层的涂覆纳米粒子。 溴化银不溶于水，为了沉积硝酸银或可溶性银盐而在这些方法中使用该介质。需 要很高浓度的明胶将粒子的尺寸保持至纳米粒子的范围，这是众所周知的高速制 作感光胶片的方法。如果明胶的浓度低，且银的浓度高，比方说大约为1%，则溴 化沉淀物为非常粗的粒子尺寸。因此，如果正在沉积银薄膜，结果将会得到尺寸几 乎匹配的银粒子的沉积物，而且因此得到纳米粒子和大型粒子的混合物。上文论述的用于制备涂有银的纳米粒子/微粒子的过程是繁琐和冗长的。人们 希望提供一种有效的，较不繁琐的涂覆纳米粒子/微粒子的方法，还可数倍地增加 有效的银表面区域，在较短时间内还原总使用量的银和产品。
技术实现思路
本专利技术提供既简单又经济的以金属涂覆非金属纳米粒子/微粒子的制备方法。 在本文使用的术语"纳米粒子"是指直径或尺寸约为100nm或更小的任何粒子或 结构；"微粒子，，是指大于纳米粒子的微粒；而术语"纳米粒子/微粒子"包括上述两 种尺寸范围的粒子。本文使用的这些术语包括所有形状的粒子，所述形状包括但 不限于球形，圆柱形及杆形。本专利技术的粒子包括核心和以银或其它过渡/贵金属涂 覆该核心的金属涂层。非金属粒子的核心选自材料诸如(但不限于)二氧化硅、碳 酸钙、硫酸钡、或乳状液聚氯乙烯以及由乳胶法制备的其它聚合体(包括多孔性聚合体)。本专利技术描述了涂有可轻易还原为元素金属的过渡/贵金属诸如(但不限于)铜、 镍、银、钯、铂、锇、钌、铑以及这类其它金属的非金属纳米粒子/微粒子。有利 的是，本专利技术的纳米粒子/微粒子可以以较低制造成本制备，并增加了工业应用 性。根据本专利技术，纳米粒子/微粒子包括非金属核心及沉积在该核心上的元素金属 层。这些涂覆的纳米粒子/微粒子相当于空心的金属纳米粒子/微粒子，其中所有的 金属及某部分核心将参与想要的机理，并在产本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种纳米粒子／微粒子，包括： （ａ）包含非金属材料的核心；以及 （ｂ）包含过渡／贵金属的涂层，其中，所述涂层占所述纳米粒子／微粒子重量的大约１～２％。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：VC马尔什，AP马尔什，
申请(专利权)人：纳诺麦克有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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