專利名稱：一種半纖維素為穩定劑的銀納米粒子的制備方法
技術領域：
本發明涉及一種銀納米粒子的制備方法，尤其涉及一種半纖維素為穩定劑的銀納米粒子的制備方法。
背景技術：
納米材料由于其具有獨特的性質，一直是材料化學領域中的研究熱點之一。納米材料已經在催化、紡織、半導體、醫藥等領域獲得了廣泛的應用。貴金屬納米粒子具有特殊的性質，如穩定性、惰性、磁性和光學性等，在傳感器研制、免疫分析、分子電子學、化學催化、紡織品的殺菌劑等領域已廣泛使用。金屬納米粒子材料的合成是納米材料領域的一個 重要研究熱點。反應介質、還原劑和穩定劑是貴金屬納米粒子材料合成中最為重要的三個因素。目前，在貴金屬納米粒子制備過程中常用到過量的NaBH4、檸檬酸鹽等試劑作為還原劑，使用聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)等作為穩定劑，同時相應地使用有機溶劑作為反應介質。這些試劑大多有巨大毒害作用，對環境造成極大污染，嚴重威脅人類身體健康，難以適應工業化生產。生物質資源極其豐富，將生物質用在金屬納米材料制備領域是近幾年新興起來的熱點。專利CN 101590532A公開了一種利用植物樹葉的水提取液制備鈀納米顆粒的訪法；專利CN 101498037A公開了一種利用植物樹葉的水提取液制備單晶銀納米線的訪法；專利CN101050315A公開了一種將殼聚糖的酸溶液與硝酸銀溶液進行混合制得銀納米粒子的訪法；張麗娜等人利用蘑燕多糖為穩定劑制得了銀納米粒子[Biomacromolecules, 2011, 12，2864.]。半纖維素是植物細胞壁的主要生物成分之一，具有特殊的聚集形態和化學結構，在貴金屬納米粒子制備時可以起到穩定劑作用。以取之不盡用之不絕的生物質半纖維素為穩定劑制備貴金屬納米粒子時，原料資源豐富、成本低廉、易獲得、無毒性和易降解，避免了常規制備方法中要用到的硫醇、檸檬酸鹽、表面活性劑等有毒的穩定劑，可實現貴金屬納米粒子材料的低成本化、無污染、無毒性的綠色合成，復合納米材料的綠色合成。目前以植物半纖維素為穩定劑制備銀納米粒子方法還鮮有報道。
發明內容
本發明的目的是提供一種半纖維素為穩定劑的銀納米粒子的制備方法。本發明的技術方案是以半纖維素為穩定劑和以葡萄糖為還原劑、在微波輻射下將硝酸銀快速還原成銀納米粒子，其步驟如下
1)分離提取半纖維素；
2)配制硝酸銀水溶液；
3)配置葡萄糖水溶液；
4)取一定體積的硝酸銀溶液和葡萄糖溶液混合，加入半纖維素和一定體積的超純水，使總體積為20 mL，然后在微波輻射下制得銀納米粒子。所述的半纖維素為毛竹半纖維素。所述的脫木素的毛竹粉通過該工藝獲得在75 1下將質量濃度為O. 6%的亞氯酸鈉溶液加入到竹粉中，調PH值4. 2 4. 7，固液比I : 20，反應2h，反應完成后過濾，蒸餾水徹底洗滌濾渣，然后用70%乙醇洗滌數次，并在50 1干燥得到所述脫木素的竹粉。所述的毛竹半纖維素通過該工藝分離提取獲得脫木素的毛竹粉與NaOH溶液的固液比為I : 20 g/mL，NaOH溶液質量濃度為5%，在室溫下處理16 h，過濾，濾液用乙酸調pH值至5. 5，然后離心，濃縮清液，加入3倍體積的95%乙醇沉降，70%乙醇洗滌數次，冷凍干燥后得到毛竹半纖維素。所述的毛竹半纖維素的質量濃度為O. 5 6. O mg/mL，所述的硝酸銀溶液的摩爾濃度為I X 10 —3 7 X 10 —3 mmol/mL,所述的葡萄糖溶液的質量濃度為I. O 5. O mg/mL, 所述的微波輻射時間為50 140 S，微波功率固定在400 W。所制得的銀納米粒子的平均粒徑為8 15 nm。本發明方法簡單易操作，反應時間短，不需要添加除葡萄糖和硝酸銀以外的其它化學試劑，所制備的銀納米顆粒主要呈近球形，平均粒徑8 15 nm，在水溶液中具有很好的穩定性和分散性。本發明方法符合當今納米材料綠色化制備的發展方向。
圖I為實施例I制備的銀納米粒子的透射電鏡(TEM)圖。在圖I中標尺為100 nm。圖2為實施例2制備的銀納米粒子的透射電鏡(TEM)圖。在圖2中標尺為100 nm。圖3為實施例4制備的銀納米粒子的透射電鏡(TEM)圖。在圖3中標尺為100 nm。圖4為實施例5制備的銀納米粒子的透射電鏡(TEM)圖。在圖4中標尺為100 nm。
具體實施例方式通過以下實施例來進一步闡述本發明。實施例I
如圖I所示，稱取半纖維素40 mg,先后加入10 mL超純水、8 mg/mL的葡萄糖水溶液5mL和16X10 —3 mmol/mL的硝酸銀水溶液5 mL,使得最終半纖維素質量濃度為2 mg/mL、葡萄糖質量濃度為2 mg/mL、硝酸銀摩爾濃度為4X 10 —3 mmol/mL。混合溶液被微波輻射120s，恒定微波功率為400 W，反應后溶液呈酒紅色，用透射電鏡(TEM)觀察所得銀納米粒子溶液，觀察結果顯示所得銀納米粒子顆粒為近球形，平均粒徑為10.0 nm。實施例2
如圖2所示，稱取半纖維素40 mg,先后加入10 mL超純水、8 mg/mL的葡萄糖水溶液5mL和16X10 —3 mmol/mL的硝酸銀水溶液5 mL,使得最終半纖維素質量濃度為2 mg/mL、葡萄糖質量濃度為2 mg/mL、硝酸銀摩爾濃度為4X 10 —3 mmol/mL。混合溶液被微波輻射50s，恒定微波功率為400 W，反應后溶液呈淺黃色，用透射電鏡(TEM)觀察所得銀納米粒子溶液，觀察結果顯示所得銀納米粒子顆粒為近球形，平均粒徑為8. 4 nm。實施例3
稱取半纖維素40 mg,先后加入12.5 mL超純水、8 mg/mL的葡萄糖水溶液2. 5 mL和16X10 —3 mmol/mL的硝酸銀水溶液5 mL,使得最終半纖維素質量濃度為2 mg/mL、葡萄糖質量濃度為I mg/mL、硝酸銀摩爾濃度為4X 10 —3 mmol/mL。混合溶液被微波福射120 s,恒定微波功率為400 W，反應后溶液呈黃色，用透射電鏡(TEM)觀察所得銀納米粒子溶液，觀察結果顯示所得銀納米粒子顆粒為近球形，平均粒徑為14.7 nm。實施例4
如圖3所示,稱取半纖維素120 mg,先后加入5 mL超純水、8 mg/mL的葡萄糖水溶液10mL和16X10 —3 mmol/mL的硝酸銀水溶液5 mL,使得最終半纖維素質量濃度為6 mg/mL、葡
萄糖質量濃度為2 mg/mL、硝酸銀摩爾濃度為4X 10 —3 mmol/mL。混合溶液被微波輻射120s，恒定微波功率為400 W，反應后溶液呈酒紅色，用透射電鏡(TEM)觀察所得銀納米粒子溶液，觀察結果顯示所得銀納米粒子顆粒為近球形，平均粒徑為11.4 nm。實施例5
如圖4所示,稱取半纖維素40 mg,先后加入6. 25 mL超純水、8 mg/mL的葡萄糖水溶液5 mL和16X10 —3 mmol/mL的硝酸銀水溶液8. 75 mL,使得最終半纖維素質量濃度為2 mg/mL、葡萄糖質量濃度為2 mg/mL、硝酸銀摩爾濃度為7 X 10 — 3 mmol/mL。混合溶液被微波福射120 S，恒定微波功率為400 W，反應后溶液呈紅色，用透射電鏡(TEM)觀察所得銀納米粒子溶液，觀察結果顯示所得銀納米粒子顆粒為近球形，平均粒徑為14.0 nm。
權利要求
1.一種半纖維素為穩定劑的銀納米粒子的制備方法，其特征在于包括以下步驟 O分離提取半纖維素； 2)配制硝酸銀水溶液； 3)配置葡萄糖水溶液； 4)取等體積的硝酸銀溶液和葡萄糖溶液混合，加入半纖維素和10mL超純水，然后在微波輻射下制得銀納米粒子。
2.根據權利要求2所述的一種半纖維素為穩定劑的銀納米粒子的制備方法，其特征是所述步驟I中用NaOH溶液抽提脫木素的毛竹粉，然后對濾液中溶解的半纖維素進行分離純化、分尚和冷凍干燥。
3.根據權利要求3所述的一種半纖維素為穩定劑的銀納米粒子的制備方法，其特征是脫木素的竹粉是通過如下方法得到在75 1下將質量濃度為O. 6%的亞氯酸鈉溶液加入到竹粉中，調PH值4. 2 4. 7，固液比I : 20，反應2h，反應完成后過濾，蒸餾水徹底洗滌濾渣，然后用70%乙醇洗滌數次，并在50 1干燥得到所述脫木素的竹粉。
4.根據權利要求3所述的一種半纖維素為穩定劑的銀納米粒子的制備方法，其特征是半纖維素的分離提取具體工藝過程為脫木素的毛竹粉與NaOH溶液的固液比為I : 20 g/mL, NaOH溶液質量濃度為5%，在室溫下處理16 h，過濾，濾液用乙酸調pH值至5. 5，然后離心，濃縮清液，加入3倍體積的95%乙醇沉降，70%乙醇洗滌數次，冷凍干燥后得到毛竹半纖維素。
5.根據權利要求2所述的一種半纖維素為穩定劑的銀納米粒子的制備方法，其特征是毛竹半纖維素的質量濃度為O. 5 6. O mg/mLo
6.根據權利要求2所述的一種半纖維素為穩定劑的銀納米粒子的制備方法，其特征是硝酸銀溶液的摩爾濃度為I X 10 —3 7 X 10 — 3 mmol/mL。
7.根據權利要求2所述的一種半纖維素為穩定劑的銀納米粒子的制備方法，其特征是葡萄糖溶液的質量濃度為I. O 5. O mg/mL。
8.根據權利要求2所述的一種半纖維素為穩定劑的銀納米粒子的制備方法，其特征是微波輻射時間為50 140 S，微波功率固定在400 W。
全文摘要
本發明公開了一種半纖維素為穩定劑的銀納米粒子的制備方法，該方法利用半纖維素特殊的化學結構和聚集態，在水介質中和微波輻射下硝酸銀被葡萄糖還原成銀納米粒子，其步驟如下5%NaOH抽提脫木素的毛竹粉、乙酸調節pH值、3倍體積95%乙醇沉降和70%乙醇洗滌的方法分離提取毛竹半纖維素；混合溶液被微波輻射50～140s，微波功率固定在400W，即得銀納米粒子。該工藝簡單，反應迅速，反應過程綠色化，所制備的銀納米粒子主要呈近球形，平均粒徑為8～15nm，在水溶液中具有很好的穩定性和分散性。
文檔編號B22F9/24GK102814502SQ201210229890
公開日2012年12月12日 申請日期2012年7月5日 優先權日2012年7月5日
發明者彭紅 申請人:南昌大學