一种利用鼠尾草酸绿色合成纳米银的制备方法与流程

本发明属于纳米材料制备技术领域，涉及一种利用鼠尾草酸绿色合成纳米银的方法。

背景技术：

纳米技术是近年来的研究热点之一。现有的许多生产纳米银材料的方法需要加入多种化学试剂，可能会产生有害副产物，制备过程中对人体和环境产生危害，并且成本过高。

纳米银粒子表现出显著而独特的性能，如表面增强拉曼散射、催化、生物和医学传感器以及强烈的广谱抗菌活性，并且无毒、安全等性能使其在生物医药，生物快速检测，工业催化，食品安全等方面有着广泛的应用前景。目前纳米银的制备方法总的来说包括化学方法和物理方法两大类。化学方法又分为：微乳液法、溶胶凝胶法、沉淀法、光化学还原法和化学还原法等；物理方法又分为：蒸发冷凝法、激光消融法、高能机械球磨法、微波辅助以及超声波辅助还原法和磁控溅射法等。物理方法原理简单，但是对仪器设备要求较高、生产费用昂贵，主要适用于对纳米银粒子的尺寸和形状要求都不高的产业化制备。而化学法合成纳米银粒子，其关键技术是如何控制颗粒的尺寸、较窄的粒度分布和获得特定而均匀的晶型结构。但是多数化学法需要引入较多化学试剂，存在生产成本较高，而且可能带来一定的环境污染等问题。

纳米银在空气中易于被氧化和聚集，从而失去抗菌活性，这些缺点使得纳米银材料在实际运用中受到一定的限制。本发明仅利用鼠尾草酸在温和的反应条件下还原银离子，未采用其他任何还原剂，制备出了形貌和尺寸可控的纳米银，该方法绿色节能环保，目前关于这方面的相关报道很少。

技术实现要素：

为了克服现有技术的缺点和不足，本发明的目的在于提供一种利用鼠尾草酸绿色合成纳米银的方法。本发明的方法解决了现有化学法生产银纳米材料需要加入多种化学试剂，造成制备过程中对环境和人体产生危害的问题和成本过高的问题。同时利用本发明方法制得的纳米银具有较好的分散性和稳定性，对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌具有很好的杀菌作用。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种利用鼠尾草酸绿色合成纳米银的制备方法，包括如下步骤：

(1)将鼠尾草酸配成溶液，获得鼠尾草酸溶液；将硝酸银采用水配成溶液，获得硝酸银溶液；

所述鼠尾草酸采用醇溶液配制成溶液，醇溶液为乙醇水溶液，优选为体积分数为95％乙醇溶液；鼠尾草酸溶液的质量浓度为0.05％～1.5％；

所述硝酸银溶液的浓度为5×10^-1～5×10^-3mol/l；

(2)将鼠尾草酸溶液与硝酸银溶液混合，加热反应，获得纳米银。

步骤(2)中所述鼠尾草酸溶液与硝酸银溶液的体积比为1:9～9:1。

步骤(2)中所述加热反应的温度为20～100℃，反应的ph为3～11(采用盐酸或氢氧化钠调节)，加热反应的时间为15～120min。

本发明与现有技术相比，具有如下优点和效果：

(1)本发明操作简单，条件温和，绿色环保，不会对环境和人体产生危害。

(2)本发明具有生产效率高、产品质量高等优点。得到的纳米银具有良好的分散性和稳定性，对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌具有很好的杀菌作用，制得的纳米银具有很好的应用前景。

附图说明

图1为实施例1中利用鼠尾草酸绿色合成纳米银颗粒的紫外-可见光谱图，其中，a为实施例1所得的纳米银的紫外-可见光谱，b和c分别为0.5％的鼠尾草酸和5×10^-2mol/l硝酸银溶液的紫外-可见光谱；

图2为实施例1中利用鼠尾草酸绿色合成纳米银颗粒tem图；

图3为实施例2和实施例1中利用鼠尾草酸绿色合成纳米银颗粒的紫外-可见光谱图，其中，a为实施例2所得的纳米银的紫外-可见光谱，b为实施例1所得的纳米银的紫外-可见光谱；

图4为实施例3和实施例1中利用鼠尾草酸绿色合成纳米银颗粒的紫外-可见光谱图，其中，a为实施例3所得的纳米银的紫外-可见光谱，b为实施例1所得的纳米银的紫外-可见光谱；

图5为实施例4和实施例1中利用鼠尾草酸绿色合成纳米银颗粒的紫外-可见光谱图，其中，a为实施例4所得的纳米银的紫外-可见光谱，b为实施例1所得的纳米银的紫外-可见光谱；

图6为实施例5和实施例1中利用鼠尾草酸绿色合成纳米银颗粒的紫外-可见光谱图，其中，a为实施例5所得的纳米银的紫外-可见光谱，b为实施例1所得的纳米银的紫外-可见光谱。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

实施例1

第一步配制鼠尾草酸溶液：将鼠尾草酸溶解到体积分数为95％乙醇溶液中搅拌，充分溶解，获得鼠尾草酸溶液，鼠尾草酸质量浓度为0.5％；

第二步配制硝酸银溶液：将硝酸银溶解到水中，充分水化，获得硝酸银溶液，硝酸银浓度为5×10^-2mol/l；

第三步：将鼠尾草酸溶液和硝酸银溶液按照5：5的体积比充分混合，恒温水浴加热，温度控制在60℃，反应ph为5，反应时间为15min，制备得到纳米银粒子。经测定，所得产品的紫外-可见光谱如图1,3～6所示。

紫外-可见光谱是表征纳米银合成和稳定性的重要指标。可见光谱中的spr峰由金属颗粒的形状，粒径和聚集程度决定。spr峰峰强越强，峰宽越窄，则纳米银颗粒产量越高，稳定性越好，粒径越小，抗菌效果越好。如图1所示，实施例中所得的纳米银与鼠尾草酸，硝酸银溶液相比，其在400-450nm范围内的有吸收峰，并且峰强较强。表明鼠尾草酸和硝酸银合成的纳米银稳定性好，产量高，抗菌性好。

利用透射电子显微镜观察纳米银复合材料中纳米银的形态，结果如图2所示。图2为实施例1所得纳米银的tem图。结果显示，利用这种方法制备的纳米银颗粒具有很好的分散性，大多数纳米银的粒径均一。

利用琼脂扩散实验测定纳米银的抗菌效果。表1为实施例1所得纳米银的抑菌效果。将大肠杆菌atcc8739(购买)和金黄色葡萄球菌atcc6538的一个菌落分别分散在营养肉汤中并于37℃温育16小时，用无菌水将菌液密度稀释至10⁵-10⁶cfu/ml。并将100μl的细菌悬浮液均匀涂布在营养琼脂(25ml营养肉汤琼脂)上。然后用一个扁平的冲孔机在板上制作一个大约6毫米的孔。将50μl纳米银，agno3，ca和50％乙醇分别分散在孔中。在37℃温育24小时后，用标尺测量盘周围抑菌圈的宽度。每个实验三个平行并重复两次。

表1实施例1得到的纳米银的抑菌效果

实施例2

第一步配制鼠尾草酸溶液：将鼠尾草酸溶解到体积分数为95％乙醇溶液中搅拌，充分溶解，获得鼠尾草酸溶液，鼠尾草酸质量浓度为0.05％；

第二步配制硝酸银溶液：将硝酸银溶解到水中，充分水化，获得硝酸银溶液，硝酸银浓度为5×10^-2mol/l；

第三步：将鼠尾草酸溶液和硝酸银溶液按照5：5的体积比充分混合，恒温水浴加热，温度控制在60℃，反应ph为5，反应时间为15min，制备得到纳米银粒子。经测定，所得产品的紫外-可见光谱图3所示。本实施例与实施例1相比表明，鼠尾草酸质量浓度越高，纳米银银稳定性好，产量高，抗菌性好。

实施例3

第一步配制鼠尾草酸溶液：将鼠尾草酸溶解到体积分数为95％乙醇溶液中搅拌，充分溶解，获得鼠尾草酸溶液，鼠尾草酸质量浓度为0.5％；

第二步配制硝酸银溶液：将硝酸银溶解到水中，充分水化，获得硝酸银溶液，硝酸银浓度为5×10^-1mol/l；

第三步：将鼠尾草酸溶液和硝酸银溶液按照5：5的体积比充分混合，恒温水浴加热，温度控制在60℃，反应ph为3，反应时间为15min，制备得到纳米银粒子。经测定，所得产品的紫外-可见光谱图4所示。本实施例与实施例1相比表明，相比ph＝3，反应ph为5时，纳米银银稳定性好，产量高，抗菌性好。

实施例4

第一步配制鼠尾草酸溶液：将鼠尾草酸溶解到体积分数为95％乙醇溶液中搅拌，充分溶解，获得鼠尾草酸溶液，鼠尾草酸质量浓度为0.5％；

第二步配制硝酸银溶液：将硝酸银溶解到水中，充分水化，获得硝酸银溶液，硝酸银浓度为5×10^-1mol/l；

第三步：将鼠尾草酸溶液和硝酸银溶液按照5：5的体积比充分混合，恒温水浴加热，温度控制在40℃，反应ph为5，反应时间为60min，制备得到纳米银粒子。经测定，所得产品的紫外-可见光谱图5所示。本实施例与实施例1相比表明，反应温度较高时，纳米银银稳定性好，产量高，抗菌性好。

实施例5

第一步配制鼠尾草酸溶液：将鼠尾草酸溶解到体积分数为95％乙醇溶液中搅拌，充分溶解，获得鼠尾草酸溶液，鼠尾草酸质量浓度为0.5％；

第二步配制硝酸银溶液：将硝酸银溶解到水中，充分水化，获得硝酸银溶液，硝酸银浓度为5×10^-1mol/l；

第三步：将鼠尾草酸溶液与硝酸银溶液按照5：5的体积比充分混合，恒温水浴加热，温度控制在60℃，反应ph为5，反应时间为120min，制备得到纳米银粒子。经测定，所得产品的紫外-可见光谱图6所示。本实施例与实施例1相比表明，反应时间越长，纳米银银稳定性好，产量高，抗菌性好。

最后需要说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解,可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。