專利名稱：潔凈金溶膠及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種金溶膠溶液及金溶膠溶液的制備方法。
100多年前法拉第等用無(wú)聲放電法制備的金溶膠溶液，至今仍保存在法國(guó)科學(xué)院。金溶膠的穩(wěn)定性，它的美麗的紫色和抑菌功能均引起了人們的極大關(guān)注。
近些年來(lái)，日、韓和東南亞一些國(guó)家和港、臺(tái)等地區(qū)盛行食金風(fēng)，甚至直接食用金箔、金粉，使金溶膠商業(yè)性開(kāi)發(fā)提到研究日程上來(lái)了。
用無(wú)聲放電法雖能制備出適宜于添加于食品、飲料、飲用水、酒及化妝品中的金溶膠溶液。但是，難以進(jìn)行金溶膠的大批量，高濃度的制備。用化學(xué)還原法可以大批量地制備出高濃度的金溶膠，其難點(diǎn)在于還原劑的選擇。可供選擇的還原劑很多，包括醛類、單糖、草酸等有機(jī)還原劑，還有鋅、鋁等活潑金屬。雖然上述有些還原劑能夠大批量地制備出高濃度的金溶膠溶液，但由于加入還原劑引入了對(duì)人體有毒害的物質(zhì)而不能采用。從成本、衛(wèi)生、營(yíng)養(yǎng)等角度來(lái)考慮，選擇適宜的還原劑就成了待研究解決的課題了。
本發(fā)明的目的就在于研究制備出適宜作為食品、飲料、飲用水、酒及化妝品中的添加劑的一種潔凈高濃度的金溶膠溶液。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是研究出作為食品、飲料、飲用水、酒及化妝品中的一種潔凈高濃度金溶膠的制備方法，使得用該法能生產(chǎn)出大批量的高濃度的金溶膠溶液。
本發(fā)明的一種潔凈金溶膠溶液，由膠態(tài)金顆粒懸浮于水中，金溶膠的濃度為20-1000微克/毫升金，含0.05～1.5微克/毫升的氯，0.01～0.3微克/毫升的鈉或鉀，0.001～0.03微克/毫升的硼，其余為水。
所制備的金溶膠溶液濃度高，純度高，雜質(zhì)少、穩(wěn)定性好，是一種潔凈的金溶膠溶液。金溶膠的濃度可高達(dá)1000微克/毫升金，而金溶膠的濃度為200～600微克/毫升金時(shí)，金溶膠溶液的穩(wěn)定性更高，在常溫下實(shí)際上可以無(wú)限期地放置。
在金溶膠溶液中所含的雜質(zhì)為0.05～1.5微克/毫升氯，通常含有0.5～1.5微克/毫升氯，還含有0.01～0.3微克/毫升鈉或鉀，通常為0.1～0.3微克/毫升鈉或鉀，0.001～0.03微克/毫升硼，通常為0.01～0.03微克/毫升硼。氯、鈉或鉀、硼雜質(zhì)的總含量可以降低至2ppm/毫升以下。本發(fā)明的這種潔凈金溶膠溶液，完全適宜于用作食品、飲料、飲用水、酒及化妝品的添加劑。
本發(fā)明的一種潔凈金溶膠溶液的制備方法，以氯金酸水溶液為原料液，在攪拌下向氯金酸原料液中分次慢慢加入作為還原劑的硼氫化鈉或硼氫化鉀進(jìn)行還原反應(yīng)，所加入的還原劑的量為按化學(xué)計(jì)量的要求，再過(guò)量1-5％，將經(jīng)還原過(guò)的原料液經(jīng)凈化后制成所需要濃度的金溶膠溶液。
所用的原料液氯金酸水溶液的濃度為含有20-1000微克/毫升金為好，又以含有200～600微克/毫升金為更佳。其還原反應(yīng)一般在10～60℃的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行，又在室溫下進(jìn)行還原反應(yīng)為好，所說(shuō)的室溫為10～30℃。但是還原反應(yīng)進(jìn)行的溫度不要超過(guò)60℃。所用的還原劑為硼氫化鈉NaBH4或硼氫化鉀KBH4，所加入還原劑的量按化學(xué)計(jì)量要求，再過(guò)量1-5％。具體地說(shuō)，用硼氫化鈉作為還原劑時(shí)，大體上用1份重量的硼氫化鈉可以制備出含11～13份重量的金膠粒的金溶膠溶液；若用硼氫化鉀作為還原劑時(shí)，大體上用1份重量的硼氫化鉀可以制備出含8-10份重量的金膠粒的金溶膠溶液。硼氫化鈉可以還原水中的氫。用硼氫化鈉作為還原劑時(shí)直接以固體的形式加入到作為原料液的氯金酸的水溶液中。若用硼氫化鉀作為還原劑時(shí)，可以直接以其固體的形式加入，也可以配成水溶液后加入。還原劑要緩緩地加入，具體說(shuō)還原劑以固體的形式加入時(shí)，要少量多次地緩緩加入，若以水溶液形式加入還原劑時(shí)，還原劑的水溶液要滴加。在加入還原劑的同時(shí)要攪拌原料液，也就是說(shuō)在進(jìn)行還原反應(yīng)的過(guò)程中要進(jìn)行不斷的攪拌，以免析出海綿金，其攪拌速度的大小，對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量無(wú)顯著的影響。在還原劑加完后，最好再繼續(xù)攪拌10-40分鐘，用上述的方法制備出的金溶膠的濃度可高達(dá)1000微克/毫升金。為金溶膠的濃度為200～600微克/毫升時(shí)，其穩(wěn)定性更高，低于這個(gè)濃度的金溶膠更容易制備。
在制得金溶膠溶液后，為了除去原料液、還原劑帶入的雜質(zhì)，必須對(duì)用還原法制備出的金溶膠溶液進(jìn)行凈化，可以用透析法或超濾法進(jìn)行凈化，以除去雜質(zhì)氯、鈉或鉀及硼，雜質(zhì)氯、鈉或鉀及硼的殘留量可以通過(guò)控制透析或超濾的時(shí)間來(lái)調(diào)節(jié)控制。在通常的條件下，大體上通過(guò)2-4小時(shí)的透析或20-40分鐘的超濾，雜質(zhì)氯、鈉或鉀及硼的總量即可降低至1.5～2.0微克/毫升。透析或超濾均用蒸餾水、去離子水、純度更高的水其中的一種。
用上述制備金溶膠溶液的方法所制備的金溶膠溶液完全適宜于作為食品、飲料、飲用水、酒及化妝品的添加劑。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)就在于1.本發(fā)明的金溶膠溶液潔凈，金溶膠的濃度高、穩(wěn)定性高，氯、鈉或鉀及硼的雜質(zhì)總量低，完全可以用于食品、飲料、飲用水、酒及化妝品的添加劑。
2.本發(fā)明的制備金溶膠的方法的優(yōu)點(diǎn)，是找到了理想的還原劑硼氫化鈉或硼氫化鉀，從還原劑引入的微量鈉和鉀對(duì)人體是無(wú)害的，微量的硼對(duì)人體是有益的，又找出了對(duì)制備出的金溶膠有效的凈化方法，可以簡(jiǎn)便有效地除去雜質(zhì)，由于所選擇的還原劑的還原能力極強(qiáng)，使還原反應(yīng)可以在室溫或略高于室溫的溫度下進(jìn)行，節(jié)約了能源。本發(fā)明方法工藝簡(jiǎn)便，所生產(chǎn)出的產(chǎn)品成本低廉，又可以大批量地生產(chǎn)。
用以下非限定性實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的一種潔凈金溶膠及其制備方法作進(jìn)一步的說(shuō)明，將有助于對(duì)本發(fā)明及其優(yōu)點(diǎn)的理解，而不作為對(duì)本發(fā)明的限定，本發(fā)明的保護(hù)范圍由權(quán)利要求書(shū)來(lái)決定。
實(shí)施例1本實(shí)施例的一種潔凈金溶膠溶液，由膠態(tài)金顆粒懸浮于水中，金溶膠的濃度為200微克/毫升金，含有1.5微克/毫升氯，0.15微克/毫升鈉，0.014微克/毫升硼，其余為水。
其制法為以濃度為200微克/毫升金的500毫升的氯金酸水溶液為原料液，于25℃的溫度下，在不斷地?cái)嚢柚邢蚵冉鹚嵩弦褐?，?次以固體的形式加入總量為7.4毫克的作為還原劑的硼氫化鈉(分析純，化學(xué)純亦可，但其純度越高越好)，其金與硼氫化鈉的摩爾比為8∶3.07，2次加入還原劑至少間隔1分鐘，將作為還原劑的硼氫化鈉加完后，再繼續(xù)攪拌10分鐘，得到紫色金溶膠溶液，將得到的紫色金溶膠溶液在中空纖維型超濾器中(購(gòu)自天津紡織工學(xué)院膜分離技術(shù)研究所)，用蒸餾水超濾30分鐘，超濾器允許小于10000分子量的分子通過(guò)，經(jīng)超濾后而得到上述的金溶膠溶液。
實(shí)施例2
本實(shí)施例2的一種潔凈金溶膠溶液，由膠態(tài)金顆粒懸浮于水中，金溶膠的濃度為196.1微克/毫升，含1.2微克/毫升氯，0.1微克/毫升鉀，0.015微克/毫升硼，其余為水。
其制法為以濃度為200微克/毫升金的500毫升氯金酸水溶液為原料液，于30℃的溫度下，在不斷攪拌中向氯金酸原料液中，滴加作為還原劑的10毫升含10.4毫克的硼氫化鉀(分析純)水溶液。其金與硼氫化鉀的摩爾比為8∶3.04，在10分鐘內(nèi)加完10毫升的還原劑硼氫化鉀水溶液，再繼續(xù)攪30分鐘，得到紫色金溶膠溶液。將得到的紫色金溶膠溶液，在適當(dāng)直徑(本實(shí)施例為2厘米的直徑)的透析袋中透析，本實(shí)施例中所使用的透析袋購(gòu)自美國(guó)聯(lián)合碳化物公司，透析袋在用前，徹底清洗處理，透析袋外用流動(dòng)的蒸餾水，經(jīng)2小時(shí)的透析后，制成了上述的金溶膠溶液。
實(shí)施例3與實(shí)施例1基本相同，唯不同的是，其原料液為500微克/毫升金的氯金酸水溶液，其產(chǎn)品金溶膠的濃度為500微克/毫升金，含有1.4微克/毫升氯，0.11微克/毫升鈉，0.014微克/毫升硼，其余為水。
實(shí)施例4與實(shí)施例1基本相同，唯不同的是金溶膠的濃度為588.3微克/毫升金，含有1.3微克/毫升氯，0.11微克/毫升鉀，0.014微克/毫升硼，其余為水。
權(quán)利要求
1.一種潔凈金溶膠溶液，由膠態(tài)金顆粒懸浮于水中，其特征是，金溶膠的濃度為20-1000微克/毫升金，含0.05～1.5微克/毫升的氯，0.01～0.3微克/毫升的鈉或鉀，0.001～0.03微克/毫升的硼，其余為水。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的一種潔凈金溶膠溶液，其特征是，金溶膠的濃度為200～600微克/毫升的金。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的一種潔凈金溶膠溶液，其特征是，含有0.5～1.5微克/毫升氯。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的一種潔凈金溶膠溶液，其特征是，含有0.1～0.3微克/毫升鈉或鉀。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的一種潔凈金溶膠溶液，其特征是，含有0.01～0.03微克/毫升硼。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的一種潔凈金溶膠溶液，其特征是，金溶膠的濃度為200～600微克/毫升的金，含有0.5～1.5微克/毫升的氯，0.1～0.3微克/毫升的鈉或鉀，0.01～0.03微克/毫升的硼。
7.制備一種潔凈金溶膠溶液的方法，其特征是，以氯金酸水溶液為原料液，在攪拌下向氯金酸原料液中分次慢慢加入作為還原劑的硼氫化鈉或硼氫化鉀進(jìn)行還原反應(yīng)，所加入的還原劑的量為按化學(xué)計(jì)量的要求，再過(guò)量1～5％，將經(jīng)還原過(guò)的原料液經(jīng)凈化后制成金溶膠溶液。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的制備一種潔凈金溶膠的方法，其特征是，原料液氯金酸水溶液的濃度為含有20-1000微克/毫升的金。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的制備一種潔凈金溶膠的方法，其特征是，原料液氯金酸水溶液的濃度為含有200～600微克/毫升的金。
10.根據(jù)權(quán)利要求7的制備一種潔凈金溶膠的方法，其特征是，其還原反應(yīng)在10-60℃的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行。
11.根據(jù)權(quán)利要求7的制備一種潔凈金溶膠的方法，其特征是，其還原反應(yīng)在10-30℃的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行。
12.根據(jù)權(quán)利要求7的制備一種潔凈金溶膠的方法，其特征是，在還原劑加完后，再繼續(xù)攪拌10-40分鐘。
13.根據(jù)權(quán)利要求7的制備一種潔凈金溶膠的方法，其特征是，還原制得的金溶膠溶液用透析或超濾進(jìn)行凈化。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的制備一種潔凈金溶膠的方法，其特征是，通過(guò)2-4小時(shí)的透析。
15.根據(jù)權(quán)利要求13的制備一種潔凈金溶膠的方法，其特征是，通過(guò)20-40分鐘的超濾。
16.本發(fā)明的一種金溶膠溶液可以作為食品、飲料、飲用水、酒及化妝品的添加劑。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種金溶膠溶液及其制法。金溶膠溶液中金溶膠的濃度為20～1000微克/毫升的金,還含有微量氯、鈉或鉀及微量硼。其制法為以氯金酸為原料液,以硼氫化鈉或硼氫化鉀為還原劑進(jìn)行還原反應(yīng),再經(jīng)凈化而制成。本發(fā)明的金溶膠溶液其濃度高,穩(wěn)定性強(qiáng),雜質(zhì)含量低,可用于食品、飲料、酒及化妝品的添加劑。本發(fā)明的方法便于去除雜質(zhì)、工藝簡(jiǎn)便,成本低,又可大批量生產(chǎn)。
文檔編號(hào)B01J13/00GK1193551SQ97100840
公開(kāi)日1998年9月23日 申請(qǐng)日期1997年3月14日 優(yōu)先權(quán)日1997年3月14日
發(fā)明者胡緒英 申請(qǐng)人:廊坊金冠礦泉水飲料有限公司