一种利用松针提取物制备纳米银的方法

1.本发明涉及纳米材料合成领域，尤其涉及一种利用松针提取物制备纳米银的方法。


背景技术：

2.纳米材料由于其量子尺寸效应、小尺寸效应、表面界面效应以及宏观量子隧道效应显示出优良的光学、热学、磁学、力学、电学以及化学性能而倍受关注。纳米银(nano silver)是将粒径做到纳米级的金属银单质，其粒径大多在25纳米左右，纳米银由于自身独特的物理、化学和生物特性，在生物传感、生物医药、环境治理、催化、导电、导热等领域具有广阔的应用前景。
3.目前而言，制备纳米银的方法有很多，大致可分为物理法、化学法和生物法。利用物理方法制备的纳米银纯度高、活性高，但是物理法制备纳米银的成本高，所用的设备一般需要受过专业训练的人来操作，且制备的纳米银稳定性一般较差。此外，这些方法一般需要强光、高热或高能的实验条件，这本身也具有一定的安全隐患；产物粒度分布比较宽，容易发生团聚。利用化学方法制备的纳米银具有较好的分散性，粒径分布窄，形貌比较均匀，但是材料表面往往有杂质。化学还原法通常涉及外部还原剂和有机溶剂。已报道的纳米银的合成方法中，使用较多的还原剂有肼、硼氢化钠、二甲基甲酰胺等，使用的溶剂大部分为有机溶剂，这些化合物毒性强，污染严重，对环境和生物会产生潜在的危害。而生物制备纳米银的方法所选原料为纯天然，制备方法简单，无污染。生物合成法采用的原料有微生物、酶和一些植物等。与微生物和酶相比，利用植物合成纳米银的方法省去了培养细胞的环节，制备过程相对简单，更适合于大规模的纳米金属粒子的合成。此外，与化学法和物理法相比，植物提取物法制备纳米银还具有多种优势，例如，无需使用有毒还原剂和封端剂、辐射、高温高压，植物抽提物在纳米银的还原过程中不但具有还原剂的作用，还可以充当分散剂等。因此，近年来利用植物提取物法制备纳米银引起研究者们的极大兴趣。
4.松针包含丰富的营养物质，有研究显示，松针含有多种抗衰老作用的成分，例如花青素、儿茶素、多种氨基酸和维生素、植物纤维素、植物生长激素、脂肪等，特别是松针还含有多种水溶性黄酮。近年来研究表明，黄酮类化合物具有的多酚结构，能够提供活泼的质子，与自由基结合成比较稳定的产物，可以阻断脂类的自动氧化过程，是具有很强抗氧化活性的物质。目前，对于松针主要集中于松针的化学成分和抗氧活性等研究。迄今为止，松针提取物在催化纳米银方面的研究尚未见报道。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种采用松针提取物合成纳米银的方法，该方法不需任何化工合成还原剂和稳定剂，采用松针提取物为还原剂，以硝酸银为前驱体制备纳米银，反应条件温和、环保、简单易操作，反应产物稳定；一种利用松针提取物制备纳米银的方法，包括如下步骤。
6.(1) 材料的预处理先将松针去除表面损伤和微生物污染部分，用自来水冲洗干净后，用双蒸水冲洗3-5次，再干燥至恒重，干燥温度为50-70℃，然后将松针研磨至粉末。
[0007] (2) 松针提取物的制备取上述粉末与提取溶剂按照1:5-30的比例混合，在一定条件下进行超声处理，过滤，离心，取上清液，浓缩，冻干成粉末，粉末溶于蒸馏水，置于4℃备用；所述的提取溶剂为蒸馏水或乙醇。
[0008]
所述的超声处理功率为500-800w，温度为20-30℃，时间为1-3小时，所述提取溶剂乙醇的浓度为50-90%，所述离心在离心机内进行，离心机的转速为5000-10000rpm，离心10-15min。
[0009]
(3) 纳米银的制备避光条件下，用无菌蒸馏水制备1-10mm硝酸银水溶液，取松针提取物冻干粉，用无菌蒸馏水制备浓度为1-20mg/ml松针提取物水溶液，在250ml烧杯中加入上述硝酸银水溶液1-10ml，再加入上述松针提取物水溶液1-15ml，然后将烧杯放入油浴锅中，于70-80℃下反应20-30min，ag+被还原成纳米银单质，得到纳米银溶液。
[0010]
所述的纳米银将进一步用紫外可见分光光度计进行表征。
[0011]
本发明的有益效果在于，与现有技术相比，本发明采用高纯度的松针提取物还原制备了纳米银，纳米银溶胶稳定，并通过松针提取物中的活性成分作为稳定剂，形成单分散的颗粒。因此，本发明不但用生物方法合成了纳米银，同时实现了纳米银的载体负载，操作简便，生产成本低，反应条件温和环保。
[0012]
说明书附图图1是松针提取物水溶液浓度为4mg/ml反应得到的纳米银sem表征；图2是硝酸银浓度为9mm反应得到的纳米银sem表征；图3是硝酸银水溶液和松针提取物水溶液按4:6体积比反应得到的纳米银sem表征。
具体实施方式
[0013]
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0014]
实施例1本实施例为用乙醇提取松针提取物的制备工艺，包括以下步骤：1、材料的预处理 先将松针去除表面损伤和微生物污染部分，用自来水冲洗干净后，用双蒸水冲洗5次，60℃干燥至恒重，得到干燥的松针，然后研磨成粉末；2、松针提取物的制备称取20g经预处理的松针粉末置于500ml烧杯中，按照粉末与提取溶剂1:20的比例加入浓度为75%乙醇溶液400ml，加入一定体积的乙醇溶液后，在超声功率500w，25℃下进行
超声波辅助提取3小时，提取完成后，滤纸过滤得滤液。将滤液在离心机内进行离心处理，离心机的转速为8000rpm，离心10min，得到上清液，静置、过滤、定容。取上清液，4℃下真空旋转蒸发浓缩，静置一段时间，上清液低温冷冻干燥获得松针提取物冻干粉。
[0015]
实施例2本实施例为1mm硝酸银水溶液与不同浓度松针提取物水溶液反应，制备纳米银的制备工艺；避光条件下，取16.987mg agno3，溶于100ml无菌蒸馏水中，即可得到1mm硝酸银水溶液，取实施例1制备的松针提取物冻干粉，分别配置1、2、4、8、14、20mg/ml松针提取物水溶液，取6只试管分别加入上述硝酸银水溶液5ml，再分别加入不同浓度上述松针提取物水溶液5ml，然后置于恒温水浴锅中，于80℃下反应30min，ag
+
被还原成纳米银单质，得到纳米银溶液。将不同浓度松针提取物制备得到纳米银进行紫外可见分光光度计表征，在1mg/ml-2mg/ml的范围内，随着松针提物浓度的增大，纳米银溶胶最大吸收峰的强度逐渐增强，在4mg/ml时达到最大，之后继续增大松针提物的浓度，其吸收峰强度反而逐渐减小，该现象的可能原因是松针提物浓度较低时，还原剂的量不足以将ag
+
完全还原为纳米银，而当ag
+
被完全还原为纳米银后，继续增大松针提物的浓度会使纳米银表面包覆更多的松针提取物，从而导致纳米银表面的等离子体共振强度降低。同时，由最大吸收峰的位置可以判断纳米银的粒径变化，紫外吸收峰发生蓝移，说明纳米银的粒径在逐步变小，当松针提取物浓度为4mg/ml时紫外吸收峰蓝移最多，说明此时纳米银的粒径最小。当松针提取物浓度大于4mg/ml时，紫外吸收峰发生红移，粒径逐渐增大。图1为本实施例松针提取物水溶液浓度为4mg/ml反应得到的纳米银sem表征，扫描电子显微镜扫描的图片可以清晰的看出用松针取物还原制备的银纳米粒子为球形，并无明显的团聚，粒径均匀。
[0016]
实施例3本实施例为4mg/ml松针提取物水溶液，与不同浓度的硝酸银水溶液反应，制备纳米银的制备工艺；避光条件下，用无菌蒸馏水制备1、2、4、8、9、10mm硝酸银水溶液，取实施例1制备的松针提取物冻干粉，用无菌蒸馏水制备浓度4mg/ml松针提取物水溶液，取6只试管分别加入不同浓度上述硝酸银水溶液5ml，再分别加入上述松针提取物水溶液5ml，然后置于恒温水浴锅中，于80℃下反应30min，ag
+
被还原成纳米银单质，得到纳米银溶液。将不同浓度硝酸银制备得到纳米银进行紫外可见分光光度计表征，随着agno3含量的不断增大，松针提取物的最大吸收峰强度逐渐增大，这是由于松针提取物与ag
+
的络合作用所导致，且当硝酸银浓度达到9mm时，松针提取物的最大吸收峰强度会达到平台，其原因是ag
+
已完全被松针提取物络合，当继续增加硝酸银浓度液不会使纳米银的产量提高。图2为本实施例硝酸银浓度为9mm反应得到的纳米银sem表征，扫描电子显微镜扫描的图片可以清晰的看出用松针取物还原制备的银纳米粒子为球形，并无明显的团聚，粒径均匀。
[0017]
实施例4本实施例为5mm硝酸银水溶液与4mg/ml松针提取物水溶液，按不同体积比反应，制备纳米银的制备工艺；取84.935mg agno3，溶于100ml无菌蒸馏水中，即可得到5mm硝酸银水溶液，取实施例1制备的松针提取物冻干粉，用无菌蒸馏水制备浓度4mg/ml松针提取物水溶液，硝酸银水
溶液和松针提取物水溶液按1:9、2:8、3:7、4:6、5:5、6:4、7:3、8:2、9:1体积比，然后置于恒温水浴锅中，于80℃下反应30min，ag
+
被还原成纳米银单质，得到纳米银溶液。当体积比为8:2和9:1时，所制备的纳米银颜色偏黑，可能是松针提取物水溶液浓度较低，生成的纳米银量较少，随着松针提取物水溶液浓度的增加颜色逐渐趋于棕色，判断生成了大量的纳米银溶胶，且静置一段时间后不会沉淀。当硝酸银水溶液和松针提取物水溶液按4:6体积比时生成的纳米银颜色最深，判断此时生成的纳米银溶胶量最大，图3是硝酸银水溶液和松针提取物水溶液按4:6体积比反应得到的纳米银sem表征，因此，4:6体积比是合成纳米银的最佳反应比例。
[0018]
实施例5本实施例为9mm硝酸银水溶液与2mg/ml松针提取物水溶液，按不同体积比反应，制备纳米银的制备工艺；取152.883mg agno3，溶于100ml无菌蒸馏水中，即可得到9mm硝酸银水溶液，取实施例1制备的松针提取物冻干粉，用无菌蒸馏水制备浓度2mg/ml松针提取物水溶液，硝酸银水溶液和松针提取物水溶液按1:9、2:8、3:7、4:6、5:5、6:4、7:3、8:2、9:1体积比，然后置于恒温水浴锅中，于80℃下反应20min，ag
+
被还原成纳米银单质，得到纳米银溶液。当体积比为8:2和9:1时，所制备的纳米银颜色偏黑，可能是松针提取物水溶液浓度较低，生成的纳米银量较少，随着松针提取物水溶液浓度的增加颜色逐渐趋于棕色，判断生成了大量的纳米银溶胶，且静置一段时间后不会沉淀。当硝酸银水溶液和松针提取物水溶液按4:6体积比时生成的纳米银颜色最深，判断此时生成的纳米银溶胶量最大，因此，4:6体积比是合成纳米银的最佳反应比例。
[0019]
实施例6本实施例为9mm硝酸银水溶液与4mg/ml松针提取物水溶液，按不同体积比反应，制备纳米银的制备工艺；取152.883mg agno3，溶于100ml无菌蒸馏水中，即可得到9mm硝酸银水溶液，取实施例1制备的松针提取物冻干粉，用无菌蒸馏水制备浓度4mg/ml松针提取物水溶液，硝酸银水溶液和松针提取物水溶液按1:9、2:8、3:7、4:6、5:5、6:4、7:3、8:2、9:1体积比，然后置于恒温水浴锅中，于75℃下反应30min，ag
+
被还原成纳米银单质，得到纳米银溶液。当体积比为8:2和9:1时，所制备的纳米银颜色偏黑，可能是松针提取物水溶液浓度较低，生成的纳米银量较少，随着松针提取物水溶液浓度的增加颜色逐渐趋于棕色，判断生成了大量的纳米银溶胶，且静置一段时间后不会沉淀。当硝酸银水溶液和松针提取物水溶液按4:6体积比时生成的纳米银颜色最深，判断此时生成的纳米银溶胶量最大，因此，4:6体积比是合成纳米银的最佳反应比例。图3为本实施例硝酸银水溶液和松针提取物水溶液按4:6体积比反应得到的纳米银sem表征，扫描电子显微镜扫描的图片可以清晰的看出用松针取物还原制备的银纳米粒子为球形，并无明显的团聚，粒径均匀。
[0020]
实施例7本实施例为松针提取物储备液用无菌蒸馏水提取，并制备纳米银的工艺；与实施例1不同的是将提取溶剂400ml75%乙醇更换为400ml无菌蒸馏水，其他条件完全相同制备得到松针提取物冻干粉。取该松针提取物冻干粉，用无菌蒸馏水制备浓度4mg/ml松针提取物水溶液，9mm硝酸银水溶液和松针提取物水溶液按4:6体积比，置于恒温
水浴锅中，其他与实施例6相同制备纳米银溶胶。
[0021]
实施例8，产率计算；取实施例6的硝酸银水溶液和松针提取物水溶液按4:6体积比反应生成的纳米银溶胶50ml离心，吸取上清液0.8ml，用蒸馏水定容至1000ml，使用原子分光光度计测得所剩余的ag
+
浓度，计算产率：产率=(1-反应后ag
+
浓度/反应前ag
+
浓度)
×
100%反应前ag
+
浓度为388.8mg/l，反应后ag
+
浓度通过原子分光光度法测得0.31mg/l，计算为387.5mg/l，计算得纳米银产率为99.7%。
[0022]
实施例9，产率计算；与实施例8不同的是取实施例7制备的纳米银溶胶，反应前ag
+
浓度仍为388.8mg/l，反应后ag
+
浓度通过原子分光光度法测得0.29mg/l，计算为362.5mg/l，计算得纳米银产率为93.2%。