铜-银双金属胶体抗菌剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种铜－银双金属胶体抗菌剂及其制备方法。本发明专利技术在铜胶体中加入高分子保护的银离子，使银离子与铜发生置换反应，并在铜粒子的表面部分或全部被银粒子所包覆，形成一种铜－银双金属胶体。所说的双金属胶体抗菌剂不易氧化，成本较低，能同时杀灭细菌和真菌。将该铜－银双金属胶体吸附在固体粒子上，又能获得一种粉末状的吸附铜－银双金属胶的抗菌剂，杀菌效率可达１００％。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

Cu Ag bimetallic colloid antibacterial agent and preparation method thereof

The invention discloses a copper silver bimetallic colloid antibacterial agent and a preparation method thereof. The invention of silver ion polymer protection in copper colloid in the silver ion and copper replacement reaction, and the surface of part or all of the copper particles coated by silver particles, the formation of a Cu Ag bimetallic colloid. The bimetallic colloid antibacterial agent is not easy to oxidize and has low cost and can kill bacteria and fungi at the same time. The copper - Silver bimetallic colloid was adsorbed on the solid particles, and a kind of powder - like copper - Silver bimetallic adhesive was obtained. The sterilization efficiency was up to 100%.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于金属胶体及其制备的
，涉及一种具有抗菌性能的金属胶体，尤其涉及一种铜和银的胶体。金属超微粒子在介质和分散剂的作用下形成均匀的分散体系，即为金属胶体。金属超微粒子是由金属原子集结而成的金属蔟，既与金属整体不同，又与金属原子有所区别，是介于金属固体与金属原子之间的亚稳态。由于金属超微粒子具有粒径小，表面积大的特点，因此，具有很多特殊的性能，尤其可以作为一种高活性、高选择性的催化剂，很多文献对此作了详细的报导；另外，文献“防菌防黴誌”22.No.9.531-536(1994)，高山正彦等报导了铜离子对杀灭真菌具有十分显著的效果，而银离子则对杀灭细菌有最好的效果；文献“胶体状无机抗菌剂”Vol.25.No.7.417-425(1997)，田中敦说明了胶体状无机抗菌剂的应用前景；文献“无机化学学报”Vol，11.No.4.378-383(1995)，陈永奋、赵斌、杨海所报导的“铜溶胶的制备”和文献“华东理工大学学报”，1995.21(4).428-432，1996，赵斌、姚明懿等所报导的“高分子保护的银超微粒子分散液的制备及其导电性”分别介绍了铜胶和银胶的制备方法，由于铜胶和银胶均有缓慢释放铜离子或银离子的作用，因此，它们都具有抗菌性能。但是，这两种金属胶体作为抗菌剂均有不足之处铜胶易氧化，其杀菌效力无法长期保存，而银胶的制备成本较高，一般用户难以接受。因此，开发研究一种新的具有抗菌性能的铜-银双金属胶体，是有十分重要的现实意义的。本专利技术的目的之一在于公开一种制备成本较低的、不易氧化的铜-银双金属胶体抗菌剂；本专利技术的目的之二在于提供一种吸附铜-银双金属胶的粉体抗菌剂；本专利技术的目的之三在于公开所说的铜-银双金属胶体抗菌剂的制备方法；本专利技术的目的之四在于提供一种吸附了铜-银双金属胶的粉体抗菌剂的制备方法。本专利技术的构思是这样的(1)首先参照现有技术制备一种铜胶，然后在铜胶体中加入高分子保护的银离子，使银离子与铜发生置换反应，并在铜粒子的表面部分或全部被银粒子所包覆，形成一种铜-银双金属胶体。所说的双金属胶体将能克服铜胶易氧化和银胶成本高的缺点，而保持两者的优点，作为杀菌剂，又能同时杀灭细菌和真菌；(2)将上述的铜-银双金属胶体吸附在固体粒子上，又能获得一种粉末状的吸附了铜-银双金属胶的抗菌剂，从而可以扩大所说的铜-银双金属胶体应用范围。以下将对所说的铜-银双金属胶体抗菌剂和吸附铜-银双金属胶的粉体抗菌剂作详细的阐述。所说的铜-银双金属胶体抗菌剂主要包括以下组分铜32mg/L～1100mg/L银250mg/L～990mg/L分散剂6g/L～50g/L其它组分 1g/L～3g/L以上均以1L溶剂为基准。在所说的双金属胶体中，铜粒子的表面部分或全部被银粒子所包覆，形成一种铜-银双金属粒子，粒径为80nm～180nm，银铜比为0.1～2.1，以0.3～2.0为最好(摩尔比)。附图说明图1为所说的铜-银双金属胶粒的示意图。其中1——铜粒子 2——银粒子图2为铜粒子表面部分被银包覆的粒子的电镜照片。图3为铜粒子表面全部被银包覆的粒子的电镜照片。图4为铜粒子表面部分被银包覆的铜-银胶的紫外光吸收谱图。图5为铜粒子表面全部被银包覆的铜-银胶的紫外光吸收谱图。由图1可见，所说的铜-银胶粒的中部为铜粒子，而外部则被银粒子部分或全部所包覆，形成了一种双金属铜-银超微粒子；由图2可见，当铜被银部分包覆时，所说的粒子的外形不太规则；由图3可见，当铜被银全部包覆时，所说的粒子的外形较均匀，并呈球形；由图4可见，铜粒子表面部分被银粒子包覆的铜-银胶，在410nm和580nm处有吸收峰，这是因为铜的吸收峰在580nm处、而银的吸收峰在410nm处所致；由图5可见，铜粒子表面全部被银粒子包覆的铜-银胶不出铜的吸收峰，仅在410nm处出现银的吸收峰。所说的分散剂为聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、聚乙烯醇(PVA)、明胶、甲基纤维素、乙基纤维素、阿拉伯胶或淀粉等可溶性高分子中的一种或一种以上，分散剂的作用是使铜-银粒子在溶液中保持稳定的、均匀的分散状态，分散剂用量太少，不能保持胶体的稳定性，太多则将增加成本，优选的分散剂为PVP或PVA；所说的溶剂为乙醇或水及其混合物，优选的溶剂为水；所说的其它组分包括制备铜胶时的还原剂和原料，如硝酸盐和硫酸盐等，所说的还原剂为水合肼、甲醛、抗坏血酸、次亚磷酸钠和NaBH4等。所说的上述杂质是在制备过程中残留下来的，一般不影响双金属胶体的性能和使用效果。上述的铜-银双金属胶体抗菌剂有一个优选的的组分比例，如下所示铜397mg/L～955mg/L银250mg/L～870mg/L分散剂18g/L～31g/L其它组分 1.5g/L～3g/L以上均以1L溶剂为基准。所说的铜-银双金属胶体抗菌剂可以直接作为抗菌剂使用，还可以进一步将其制备成粉体抗菌剂。所说的粉体抗菌剂是以一种具有吸附活性的吸附剂为载体，吸附了所说的铜-银双金属胶粒而形成的。其中吸附剂与所说的铜-银双金属胶粒的重量比为吸附剂∶铜-银双金属胶粒＝(5～30)∶1；所说的吸附剂为TiO2、SiO2、ZnO、磷酸锆、磷酸钙、沸石、黏土、硅胶、二氧化硅/氧化铝、玻璃、活性碳或金属单质等中的一种。所说的粉体抗菌剂的也具有较高的杀菌率，并可同时杀灭细菌和真菌。上述的铜-银双金属胶体抗菌剂制备过程主要依次包括以下步骤①首先采用文献“无机化学学报”Vol，11.No.4.378-383(1995)陈永奋、赵斌、杨海报导的“铜溶胶的制备”所公开的技术配制好铜含量为397mg/L～955mg/L的铜胶；②将分散剂含量为18g/L～31g/L、硝酸银含量为250mg/L～870mg/L的混合溶液滴加到所说的铜胶中，滴加量用银铜比进行控制，一般为银∶铜＝(0.1～2.1)∶1，(摩尔比)，以银∶铜＝(0.3～2.0)∶1为佳；③在0℃～80℃下反应1～2小时，即可获得所说的铜-银双金属胶体抗菌剂。由于在铜胶的制备过程中加入了过量的还原剂水合肼，该水合肼对银离子也有还原作用，但该反应必须在80℃以上才能进行，故步骤③的温度应低于80℃，以0℃～50℃比较适宜，最好在18℃～22℃下进行。所说的粉体抗菌剂是这样进行制备的将具有吸附活性的吸附剂投入上述的铜-银双金属胶体抗菌剂中，搅拌100分钟～200分钟，过滤，干燥后，即可获得所说的吸附了铜-银双金属胶的粉体抗菌剂；所说的吸附剂为TiO2、SiO2、ZnO、磷酸锆、磷酸钙、沸石、黏土、硅胶、二氧化硅/氧化铝、玻璃、活性碳或金属单质等中的一种。由上述公开的构思和技术方案可见，本专利技术所说的铜-银双金属胶体抗菌剂克服了铜胶和银胶的缺点，而保持了两者的优点，不易氧化，成本较低，作为杀菌剂，又能同时杀灭细菌和真菌，其杀菌率可达100％，制备方法也十分简单，易于工业化生产，还可进一步制成粉体杀菌剂，具有十分广阔的应用前景。下面将通过实施例对制备过程的有关细节作进一步的说明。实施例1铜胶的配制将76.8mg CuSO4·5H2O和2.01gPVP溶于50ml去离子水中，在80℃下保温1小时，冷却至室温，滴入水合肼溶液5.5ml，(含水合肼260mg)，80℃回流1小时，即得铜胶；将483mg PVP、20.1mgAgNO本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铜－银双金属胶体抗菌剂，其特征在于：主要包括以下组分：铜 ３２ｍｇ／Ｌ～１１００ｍｇ／Ｌ银 ２５０ｍｇ／Ｌ～９９０ｍｇ／Ｌ分散剂 ６ｇ／Ｌ～５０ｇ／Ｌ以上均以１Ｌ溶剂为基准；所说的铜的表面部分或全部被银所包覆；所 说的分散剂为聚乙烯吡咯烷酮（ＰＶＰ）、聚乙烯醇（ＰＶＡ）、明胶、甲基纤维素、乙基纤维素、阿拉伯胶或淀粉、可溶性高分子中的一种或一种以上；所说的溶剂为乙醇或水及其混合物。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：赵斌，蔡卫锋，戎红仁，古宏晨，
申请(专利权)人：华东理工大学，上海维来现代科技有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]