一种利用石竹茶浸提液制备银纳米颗粒的方法与流程

本发明属于纳米材料制备技术领域，具体涉及一种利用石竹茶浸提液制备银纳米颗粒的方法。

背景技术：

银纳米粒子因其良好的化学稳定性、导电性、高塑性和抗氧化性等优点，在化学催化、能源、印刷、电子和生物等领域有着广阔的应用前景，尤其在生物医学方面，银纳米颗粒具有超强的杀菌能力，文献上指出，纳米银可杀菌种类达650种以上。近年来，研究者发现纳米银的表面存在强烈的表面等离子共振现象，利用其独特的共振频率可以对生物体进行标记，从而达到医学检测的目的。然而，在对银纳米颗粒的利用过程中，人们逐渐发现银纳米颗粒表面必须做到无毒无化学试剂残留方可对其进行进一步的生物应用，而银纳米颗粒的品质直接取决于合成方法。

传统的银纳米颗粒的合成方法主要可分为物理法和化学法。物理合成法对实验设备和实验条件的要求较高，且难以得到尺寸均匀的粒子。相对而言，化学合成法是一种较为成熟的合成方法，主要包括气相沉积法，液相还原法和电解法等。其中，液相还原法应用较为普遍，它是利用还原剂对银离子进行还原反应，完成银纳米颗粒的制备。化学合成法一般需引入化学试剂和分散剂，部分化学试剂有毒性，甚至有致癌作用。这不利于纳米银在生物医学领域的应用，并且会对生态环境造成负面的影响。

技术实现要素：

本发明是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种利用石竹茶浸提液制备银纳米颗粒的方法，以解决现有制备方法中存在的制备成本高，能耗大，且稳定性差，不易保存的技术问题。

本发明提供了一种利用石竹茶浸提液制备银纳米颗粒的方法，具有这样的特征，包括以下步骤：步骤一，将石竹茶在常温下浸泡于去离子水中0.5～2.0h，得到混合茶水，石竹茶与去离子水的质量比为1:100～300；步骤二，将混合茶水过滤后进行离心分离，得到上清液，该上清液即为石竹茶浸提液；步骤三，向石竹茶浸提液中添加碱溶液，保持反应体系的ph值在7.0～9.0之间；步骤四，将步骤三中的石竹茶浸提液加热至沸腾；步骤五，在沸腾状态下，向石竹茶浸提液中加入0.005～0.012mol/l的硝酸银溶液，沸腾状态下进行反应1～60min；步骤六，反应结束后，得到反应液，将反应液进行离心，得到沉淀物；以及步骤七，将沉淀物进行干燥得到银纳米颗粒。

在本发明提供的利用石竹茶浸提液制备银纳米颗粒的方法中，还可以具有这样的特征：其中，在步骤三中，碱溶液为氢氧化钾溶液、氢氧化钠溶液或氢氧化钙溶液。

在本发明提供的利用石竹茶浸提液制备银纳米颗粒的方法中，还可以具有这样的特征：其中，在步骤三中，碱溶液的浓度为0.5～2.0mol/l。

在本发明提供的利用石竹茶浸提液制备银纳米颗粒的方法中，还可以具有这样的特征：其中，在步骤五中，在加入硝酸银溶液之前维持石竹茶浸提液沸腾5～25min。

在本发明提供的利用石竹茶浸提液制备银纳米颗粒的方法中，还可以具有这样的特征：其中，在步骤五中，向石竹茶浸提液中加入硝酸银溶液进行反应并维持反应过程中ph值在8.0～8.6之间。

发明的作用与效果

根据本发明所涉及的利用石竹茶浸提液制备银纳米颗粒的方法，因为以石竹茶浸提液作为还原剂合成的银纳米颗粒均匀、分散性好且具有较高的稳定性，发明人在大量试验中意外发现，所合成的银纳米胶体在常温下保存两个月，无明显沉聚物产生。另外，本发明所提供的纳米银颗粒的制备方法采用的设备简单，操作方便，对环境不会造成污染。石竹茶浸提液方便易得、价格低廉、且没有毒性，以其作为还原剂代替以往使用的化学试剂(柠檬酸钠、抗坏血酸、不饱和醇等)，所制备的银纳米颗粒表面不会产生有毒化学试剂残留，银纳米颗粒均匀，稳定性好，且表现出了明显的光学信号，因此合成的银纳米可以应用于生物医药领域。

附图说明

图1是本发明的实施例一中反应2分钟、5分钟、10分钟、15分钟后获取的反应液照片；

图2是本发明的实施例一中反应2分钟、5分钟、10分钟、15分钟后获取的反应液的紫外-可见吸收光谱(uv-vis)图；

图3是本发明的实施例一中反应时间为10分钟时所得到的银纳米颗粒的透射电子显微镜(tem)图；

图4是本发明的实施例一中反应时间为10分钟时所得到的银纳米颗粒的x-射线衍射谱(xrd)图；

图5是本发明的实施例二中反应2min、5min、10min、15min后获取的反应液照片；

图6是本发明的实施例二中反应2分钟、5分钟、10分钟、15分钟后获取的反应液的紫外-可见吸收光谱(uv-vis)图；

图7是本发明的实施例二中反应时间为10分钟时所得到的银纳米颗粒的x-射线衍射谱(tem)图；以及

图8是本发明的实施例二中反应时间为10分钟时所得到的银纳米颗粒的x-射线衍射谱(edx)图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，以下实施例结合附图对本发明利用石竹茶浸提液制备银纳米颗粒的方法作具体阐述。

<实施例一>

步骤一，将石竹茶(g)以及去离子水(ml)按质量比为1:100～300混合，在常温下浸泡0.5～2.0h，得到混合茶水。在本实施例中，石竹茶与去离子水的质量比为1:100，浸泡时间为1h。

步骤二，将混合茶水进行过滤，后进行离心分离，得到上清液，该上清液即为石竹茶浸提液。

步骤三，将硝酸银晶体溶解于去离子水中得到硝酸银溶液，硝酸银溶液的物质的量的浓度为0.005～0.012mol/l。在本实施例中，硝酸银溶液的物质的量的浓度为0.01mol/l。

步骤四，将所用玻璃容器用去离子水洗涤干净，取6ml的石竹茶浸提液放入烧瓶中，后依次加入10ml的去离子水和100μl碱溶液，维持石竹茶浸提液的ph值在7.0～9.0之间。碱溶液为氢氧化钾溶液、氢氧化钠溶液或氢氧化钙溶液，碱溶液的浓度为0.5～2.0mol/l。在本实施例中，碱溶液为氢氧化钠溶液，该氢氧化钠溶液的物质的量的浓度为1mol/l。

步骤五，将ph值在7.0～9.0之间加入去离子水和氢氧化钠溶液的石竹茶浸提液加热至沸腾，沸腾10min，测得石竹茶浸提液的ph值为8.23。

步骤六，在沸腾状态下，向石竹茶浸提液中加入0.5ml的硝酸银溶液进行反应1～60min。在本实施例中，反应时间分别为2分钟、5分钟、10分钟、15分钟。

步骤七，反应结束后，分别得到反应时间分别为2分钟、5分钟、10分钟、15分钟的反应液。对得到的四组反应液进行拍照。

图1是本发明的实施例一中反应2分钟、5分钟、10分钟、15分钟后获取的反应液照片。

如图1所示，图1a为反应2分钟的反应液的照片，图1b为反应5分钟的反应液的照片，图1c为反应10分钟的反应液的照片，图1d为反应15分钟的反应液的照片。随着反应时间的增加，反应液的颜色逐渐加深，得到的银纳米颗粒的浓度也越来越高。

步骤八，将四组反应液进行离心，得到沉淀物，将沉淀物进行干燥得到银纳米颗粒。在本实施例中，四组反应液离心的转速为10000rpm，沉淀物干燥的温度为40～50℃，干燥时间为10min。

图2是本发明的实施例一中反应2分钟、5分钟、10分钟、15分钟后获取的反应液的紫外-可见吸收光谱(uv-vis)图。

如图2所示，银纳米颗粒产生的吸收峰均在402nm左右，产生明显的等离子共振信号。

图3是本发明的实施例一中反应时间为10分钟时所得到的银纳米颗粒的透射电子显微镜(tem)图。

如图3所示，可以明显的看出所得银纳米颗粒呈现类球型。其余的2分钟、5分钟、15分钟所制得的样品形貌与10分钟获得的银纳米颗粒类似，其平均直径均为14nm左右。

图4是本发明的实施例一中反应时间为10分钟时所得到的银纳米颗粒的x-射线衍射谱(xrd)图。

如图4所示，与银的标准图谱非常吻合，进一步说明了反应合成了银纳米颗粒。

<实施例二>

步骤一，将石竹茶(g)以及去离子水(ml)按质量比为1:100～300(g/ml)混合，在常温下浸泡0.5～2.0h，得到混合茶水。在本实施例中，石竹茶与去离子水的质量比为1:100，浸泡时间为1h。

步骤二，将混合茶水进行过滤，后进行离心分离，得到上清液，该上清液即为石竹茶浸提液。

步骤三，将硝酸银晶体溶解于去离子水中得到硝酸银溶液，硝酸银溶液的物质的量的浓度为0.005～0.012mol/l。在本实施例中，硝酸银溶液的物质的量的浓度为0.01mol/l。

步骤四，将所用玻璃容器用去离子水洗涤干净，取6ml的石竹茶浸提液放入烧瓶中，后依次加入10ml的去离子水和100μl碱溶液，维持石竹茶浸提液的ph值在7.0～9.0之间。碱溶液为氢氧化钾溶液、氢氧化钠溶液或氢氧化钙溶液，碱溶液的浓度为0.5～2.0mol/l。在本实施例中，碱溶液为氢氧化钠溶液，该氢氧化钠溶液的物质的量的浓度为1mol/l。

步骤五，将ph值在7.0～9.0之间加入去离子水和氢氧化钠溶液的石竹茶浸提液加热至沸腾，沸腾10min，测得石竹茶浸提液的ph值为8.23。

步骤六，在沸腾状态下，向石竹茶浸提液中加入1.5ml的硝酸银溶液进行反应1～60min。在本实施例中，反应时间分别为2分钟、5分钟、10分钟、15分钟。

步骤七，反应结束后，分别得到反应时间分别为2分钟、5分钟、10分钟、15分钟的反应液。对得到的四组反应液进行拍照。

图5是本发明的实施例二中反应2分钟、5分钟、50分钟、55分钟后获取的反应液照片。

如图5所示，图5a为反应2分钟的反应液的照片，图5b为反应5分钟的反应液的照片，图5c为反应10分钟的反应液的照片，图5d为反应15分钟的反应液的照片。随着反应时间的增加，反应液的颜色逐渐加深，得到的银纳米颗粒的浓度也越来越高。

步骤八，将四组反应液进行离心，得到沉淀物，将沉淀物进行干燥得到银纳米颗粒。在本实施例中，四组反应液离心的转速为10000rpm，沉淀物干燥的温度为40～50℃，干燥时间为10min。

图6是本发明的实施例二中反应2分钟、5分钟、10分钟、15分钟后获取的反应液的紫外-可见吸收光谱(uv-vis)图。

如图6所示，银纳米颗粒产生的吸收峰均在405nm左右，产生明显的等离子共振信号。

图7是本发明的实施例二中反应时间为10分钟时所得到的银纳米颗粒的x-射线衍射谱(tem)图。

如图7所示，可以明显看出所得的银纳米颗粒呈现类球型。其余的2分钟、5分钟、15分钟所制得的样品的形貌与10分钟的银纳米颗粒类似，其平均直径均为16nm左右。

图8是本发明的实施例二中反应时间为10分钟时所得到的银纳米颗粒的x-射线衍射谱(edx)图。

如图8所示，可以明显的看出反应所得的纳米颗粒的成分为银元素。cu为测试中所用的铜网成分，不是纳米颗粒所包含的杂质。

由上述两个实施例中硝酸银溶液加入的量、图1以及图5中可以看出，随着反应时间的增加，反应液的颜色逐渐加深，产生的银纳米颗粒的浓度也越来越高。另外，随着硝酸银溶液的加入量的增加，反应液的颜色逐渐加深，产生的银纳米颗粒的浓度也越来越高。

实施例的作用与效果

根据上述实施例中的利用石竹茶浸提液制备银纳米颗粒的方法，因为以石竹茶浸提液作为还原剂合成的银纳米颗粒均匀、分散性好且具有较高的稳定性，发明人在大量试验中意外发现，所合成的银纳米胶体在常温下保存两个月，无明显沉聚物产生。另外，本发明所提供的纳米银颗粒的制备方法采用的设备简单，操作方便，对环境不会造成污染。石竹茶浸提液方便易得、价格低廉、且没有毒性，以其作为还原剂代替以往使用的化学试剂(柠檬酸钠、抗坏血酸、不饱和醇等)，所制备的银纳米颗粒表面不会产生有毒化学试剂残留，银纳米颗粒均匀，稳定性好，且表现出了明显的光学信号，因此合成的银纳米可以应用于生物医药领域。

另外，随着反应时间的增加，反应液的颜色逐渐加深，产生的银纳米颗粒的浓度也越来越高。另外，随着硝酸银溶液的加入量的增加，反应液的颜色逐渐加深，产生的银纳米颗粒的浓度也越来越高。

上述实施方式为本发明的优选案例，并不用来限制本发明的保护范围。