一種納米銀粒子的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及一種納米銀粒子的制備方法，屬于納米銀粒子制備領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]納米材料指納米結(jié)構(gòu)按一定方式堆積或在一定基體中分散形成的宏觀材料納米材料具有量子尺寸效應(yīng)、小尺寸效應(yīng)、表面效應(yīng)和宏觀量子隧道效應(yīng)而呈現(xiàn)出不同于普通材料的光、電、磁、熱力學(xué)和化學(xué)反應(yīng)等方面的奇異性能，是一種重要的功能材料。納米銀粒子具有納米結(jié)構(gòu)的顯著特性，可廣泛應(yīng)用于催化劑、醫(yī)藥、抗菌、復(fù)合材料等多個(gè)領(lǐng)域。近年來(lái)，納米銀粒子的制備技術(shù)迅速發(fā)展，國(guó)內(nèi)外制備方法多種多樣。由于納米銀粒子的一些特殊的性質(zhì):比如良好的導(dǎo)電性能，超強(qiáng)的殺菌能力，較高的光激發(fā)率和極強(qiáng)的三階非線性系數(shù)等性質(zhì)，使得納米銀粒子或者利用納米銀粒子摻雜所制備的復(fù)合材料廣泛應(yīng)用于超導(dǎo)、化工、醫(yī)學(xué)、光學(xué)、電子、電器等行業(yè)。由于納米銀粒子具有很大的拉曼活性，隨著表面增強(qiáng)拉曼技術(shù)的發(fā)展，納米銀粒子的制備也取得極大的發(fā)展。
[0003]目前制備納米銀粒子的方法有液相化學(xué)還原法、物理粉碎法、真空冷凝法和沉淀法，液相化學(xué)還原法是用還原劑把銀從它的鹽或配合物水溶液或有機(jī)體系中以粉末形式沉積出來(lái)。常用的還原劑有抗壞血酸、不飽和醇、檸檬酸鈉、肼及肼的化合物等。該法的優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備工藝簡(jiǎn)單、產(chǎn)率高、便于工業(yè)化的生產(chǎn)，制得的銀粉粒度小、重現(xiàn)性好，是目前實(shí)驗(yàn)室和工業(yè)上廣泛采用的方法。但是所制得的納米銀顆粒存在固液分離困難、粒度分布寬、容易團(tuán)聚等缺點(diǎn)。物理粉碎法是通過(guò)機(jī)械粉碎、超聲波、電火花爆炸等方法將原料粉碎得到納米銀粒子。通過(guò)在惰性氣體中，于低溫的襯底上，采用高壓磁控濺射，制出了含納米銀粒子的二氧化硅薄膜。此方法的特點(diǎn)是操作簡(jiǎn)單易行、成本低，但產(chǎn)品純度低，顆粒分布不均勻，且不容易獲得較小粒徑的產(chǎn)品。真空冷凝法是在真空或惰性氣體氛圍中，用加熱、激光、電弧高頻感應(yīng)等方法產(chǎn)生高溫，使銀原料氣化或形成等離子體，然后驟冷使之凝結(jié)得到納米銀粒子。在惰性氣體氛圍中，通過(guò)冷凝的方法制備出了納米銀粒子。此方法具有純度高、結(jié)晶組織好、粒度可控的優(yōu)點(diǎn)，但技術(shù)設(shè)備要求高，一般要求純度很高的銀原料，且存在著納米銀粒子聚結(jié)的缺點(diǎn)。沉淀法是把沉淀劑加入到鹽溶液中，通過(guò)化學(xué)反應(yīng)使原料的有效成分生成沉淀，然后經(jīng)過(guò)濾、洗滌、干燥、烘干得到納米銀粒子。在聚乙烯基吡咯烷酮存在的條件下，用環(huán)六亞甲基四胺還原銀離子水溶液，得到了的納米銀粒子。該法是目前使用非常廣泛的一種方法，其優(yōu)點(diǎn)是工藝流程短、操作簡(jiǎn)便、原料容易獲得，但易引入雜質(zhì)，純度低，粒徑大，難以制備出比較小粒徑的納米銀粒子。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題:針對(duì)目前方法制備過(guò)程中納米銀粒子極易團(tuán)聚、固液分離困難，副產(chǎn)物多，導(dǎo)致所得產(chǎn)品形貌不規(guī)則、粒徑分布寬泛不均勻、純度低的弊端，提供了一種通過(guò)將大米清洗加水蒸煮，加入曲粉和淀粉酶攪拌后保溫反應(yīng)，再加入葡萄糖類物質(zhì)混合，靜置后離心分離得上清液備用，然后打開(kāi)超聲波容器，控制紅外波長(zhǎng)，加入氯化銨溶液，用氫氧化鈉調(diào)節(jié)其pH為堿性，與乙酸乙酯等混合，從容器底部通入二氧化碳曝氣，邊曝氣邊滴加硝酸銀和備用的上清液，再靜置過(guò)濾得過(guò)濾物，冷凍后加溫蒸發(fā)制得納米銀粒子的方法。本發(fā)明制備過(guò)程固液易分離，所得產(chǎn)品粒徑分布均勻，純度高。
[0005]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用如下所述的技術(shù)方案是:
(1)取I?2kg大米，放入清水中浸泡30?40min，用水流沖洗I?2次后放入圓底鍋中，向其中加入水，使其沒(méi)過(guò)大米7?8cm為宜，以5°C/min的速度程序升溫至50?60°C，蒸煮20?30min后，用鐵勺從鍋中底部翻抄3?4次，然后升溫至100?105°C，保溫蒸煮I?2h;
(2)待二次蒸煮完成后，向其中分別加入20?30g曲粉和總質(zhì)量0.3?0.5%的淀粉酶，控制溫度為40?50°C，控制轉(zhuǎn)速為200?300r/min，攪拌20?30min，使其充分混合均勻，保溫反應(yīng)I?2h，待保溫反應(yīng)完成后，再向其中加入20?22mL獼猴桃汁，保持轉(zhuǎn)速、溫度不變，攪拌50?60min;
(3)邊攪拌邊以2?3mL/min的速度向上述混合物中添加8?1mL的葡萄汁，攪拌20?30min，然后降低轉(zhuǎn)速為60?80r/min，攪拌20?25min，靜置I?2h，靜置完畢后，放入轉(zhuǎn)速為2000?3000r/min的離心機(jī)中離心10?15min，得上清液備用；
(4)打開(kāi)超聲波反應(yīng)容器，設(shè)置超聲頻率25?35kHz，控制紅外波長(zhǎng)為200?300μπι，向其中加入20?30mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為60?80%的氯化銨溶液，同時(shí)加入15?20mL氫氧化鈉溶液，調(diào)節(jié)其pH值為11.2?12.2，再分別向其中添加10?15mL二乙醇胺和10?15mL乙酸乙酯，控制轉(zhuǎn)速為500?700r/min，磁力攬摔50?60min混合均勾；
(5)待上述混合均勻后，從超聲波反應(yīng)容器底部通入二氧化碳進(jìn)行曝氣，控制二氧化碳通入速率為10?15mL/s，邊曝氣邊以10?12mL/min的速度向其中滴加30?40mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20?30%的硝酸銀溶液，同時(shí)以60?100mL/min的速度向其中滴加180?360mL步驟(3)備用的上清液；
(6)待上述滴加完畢后，繼續(xù)曝氣40?50min，靜置I?2h，然后進(jìn)行過(guò)濾得過(guò)濾物，并置于-20?-18°C下冷凍5?7h，待冷凍完畢后，加溫至100?105°C，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)2?3h，即制得一種納米銀粒子。
[0006]本發(fā)明的應(yīng)用方法:將制得的納米銀粒子添加到漆、顏料等涂料中，添加量為5?7g/kg，攪拌均勻后涂覆于板材上，可有效殺死附著在板材上的病菌且持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，從而降低人們感染病菌的機(jī)率，值得推廣與使用。
[0007]本發(fā)明與其他方法相比，有益技術(shù)效果是:
(1)本發(fā)明制備方法簡(jiǎn)單，制備過(guò)程中納米銀粒子分散均勻、固液易分離，副產(chǎn)物少；
(2)所得產(chǎn)品形貌規(guī)則、粒徑分布寬泛均勻、純度高于其他方法6%以上。
【具體實(shí)施方式】
[0008]首先取I?2kg大米，放入清水中浸泡30?40min，用水流沖洗I?2次后放入圓底鍋中，向其中加入水，使其沒(méi)過(guò)大米7?8cm為宜，以5°C/min的速度程序升溫至50?60°C，蒸煮20?30min后，用鐵勺從鍋中底部翻抄3?4次，然后升溫至100?105°C，保溫蒸煮I?2h;待二次蒸煮完成后，向其中分別加入20?30g曲粉和總質(zhì)量0.3?0.5%的淀粉酶，控制溫度為40?50°C，控制轉(zhuǎn)速為200?300r/min，攪拌20?30min，使其充分混合均勻，保溫反應(yīng)I?2h，待保溫反應(yīng)完成后，再向其中加入20?22mL獼猴桃汁，保持轉(zhuǎn)速、溫度不變，攪拌50?60min ；邊攪拌邊以2?3mL/min的速度向上述混合物中添加8?I OmL的葡萄汁，攪拌20?30min，然后降低轉(zhuǎn)速為60?80r/min，攪拌20?25min，靜置I?2h，靜置完畢后，放入轉(zhuǎn)速為2000?3000r/min的離心機(jī)中離心10?15min，得上清液備用;然后打開(kāi)超聲波反應(yīng)容器，設(shè)置超聲頻率25?35kHz，控制紅外波長(zhǎng)為200?300μπι，向其中加入20?30mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為60?80%的氯化銨溶液，同時(shí)加入15?20mL氫氧化鈉溶液，調(diào)節(jié)其pH值為11.2?12.2，再分別向其中添加10?15mL 二乙醇胺和10?15mL乙酸乙酯，控制轉(zhuǎn)速為500?700r/min，磁力攪拌50?60min混合均勻；待上述混合均勻后，從超聲波反應(yīng)容器底部通入二氧化碳進(jìn)行曝氣，控制二氧化碳通入速率為10?15mL/s，邊曝氣邊以1?12mL/min的速度向其中滴加30?40mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20?30%的硝酸銀溶液，同時(shí)以60?100mL/min的速度向其中滴加180?360mL備用的上清液;最后待上述滴加完畢后，繼續(xù)曝氣40?50min，靜置I?2h，然后進(jìn)行過(guò)濾得過(guò)濾物，并置于-20?_18°C下冷凍5?7h，待冷凍完畢后，加溫至100?105°C，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)2?3h，即制得一種納米銀粒子。
[0009]實(shí)例I
首先取Ikg大米，放入清水中浸泡30min，用水流沖洗I次后放入圓底鍋中，向其中加入水，使其沒(méi)過(guò)大米7cm為宜，以5°C/min的速度程序升溫至50°C，蒸煮20min后，用鐵勺從鍋中底部翻抄3次，然后升溫至100°C，保溫蒸煮Ih;待二次蒸煮完成后，向其中分別加入20g曲粉和總質(zhì)量0.3%的淀粉酶，控制溫度為40°C，控制轉(zhuǎn)速為200r/min，攪拌