[发明专利]一种用植物提取液制备纳米银水溶胶的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用植物提取液制备纳米银水溶胶的方法，属于纳米材料技术领域。

背景技术

纳米材料是一种由尺寸在1～100nm的纳米粒子组成的新型材料，具备特异的表面效应、小尺寸效应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应，呈现出许多不同于常规材料的奇异理化性质。纳米银即是粒径在纳米级的金属银单质，纳米银材料具备纳米材料的基本特点，尤其在电子、光学、抗菌和催化等方面其性能优势明显，可广泛用于催化剂材料、电池电极材料、低温导热材料、导电浆料、抗菌材料及医用材料，前景广阔，正受到广泛的关注和更加深入的研究。

传统的纳米银制备方法主要分为物理方法和化学方法，二者优点突出，但也存在明显不足。物理方法制备的纳米银纯度高、活性高，但是产物粒度分布宽，易团聚；而化学方法制得的纳米银则具备较好的分散性，粒径分布窄，形貌相对均匀，但是材料表面往往附有杂质，且制备过程中引入的还原剂（硼氢化物、水合肼、二甲基甲酰胺等）或保护剂（聚乙烯吡咯烷酮、偏磷酸盐、十二烷基磺酸钠等）毒性强甚至致癌，对环境和生物体有潜在危害。相比之下，植物还原法制备纳米银则因其原料来源广泛、反应条件温和、设备要求低、产物稳定且环境友好等优势而备受关注。

关于植物还原制备纳米银，最早的报道见于2002年Gardea Torresde等发现苜蓿的根能够吸附溶液中的Ag⁺，并将其还原为2～3nm的纳米银颗粒；之后Shankar等用天竺葵叶、楝树叶、余甘子、芥菜型油菜、麻疯树的水煮液制备出了纳米银颗粒，此外樟脑树叶、银杏叶和木兰也有相关报导。

淀粉作为一种多糖类再生性天然高分子，来源广泛，价格低廉。可溶性淀粉主要是直链淀粉，是由多个葡萄糖单元构成的含有丰富羟基的高分子，可通过分子内和分子间的氢键作用形成分子水平的“胶囊”，为金属纳米颗粒的生长提供模板。

发明内容

本发明的目的是提供一种成本低廉，操作简便，可控性强，且绿色环保的纳米银水溶胶的制备方法，它采用植物提取液的制备方法，得到的纳米银水溶胶稳定性好，且分散均匀。

实现本发明目的的技术方案是提供一种用植物提取液制备纳米银水溶胶的方法，包括如下步骤：

(1) 将可溶性直链淀粉溶解或分散于去离子水中，在60～100℃下搅拌至其完全糊化，得到浓度为0.01～2wt%的淀粉溶液；

(2) 按体积比1:6～1:1将淀粉溶液与浓度为0.01～1wt%的银氨溶液混合，得到淀粉－银氨复合溶液；

(3) 将复合溶液置于－20～－5℃条件下冷冻成冰块，粉碎后得到粒径为1～3mm的胶状颗粒冰粉；

(4) 对植物叶片进行处理得到植物叶片提取物，将提取物分散或溶解于去离子水中，得到浓度为1～100wt%的植物叶片提取物水溶液，用NaOH溶液调节pH至9～11，得到碱性植物叶片提取液；

(5) 按重量比1:5～1:20将胶状颗粒冰粉添加到碱性植物叶片提取液中混合，置于20～50℃条件下搅拌0.5～12h，得到粒径为1～100nm的用植物提取液制备的钠米银水溶胶。

本发明所述的可溶性直链淀粉，包括玉米淀粉、麦类淀粉、木薯淀粉、红薯淀粉、甘薯淀粉、马铃薯淀粉、莲藕淀粉、菱角淀粉和荸荠淀粉中的一种或多种。

所述植物叶片为百合科下的芦荟属或仙人掌科下的仙人掌属中的一种，或它们的任意组合。植物叶片提取物为芦荟提取液或仙人掌提取液，制备方法包括：将芦荟或仙人掌叶片经去离子水洗净、去皮后获得内旦，再经切块，粉碎，过滤，分离，提纯，得到芦荟提取液或仙人掌提取液。

所述银氨溶液为硝酸银或硫酸银，与氨基化合物混合后形成的络合物；所述氨基化合物为氨水。

淀粉是由多个葡萄糖单元构成的含有丰富羟基的高分子，可通过分子内和分子间的氢键作用形成分子水平的“胶囊”，为金属纳米颗粒的生长提供模板；可溶性淀粉－银氨复合溶液经冷冻处理可实现淀粉大分子对银离子的均匀分散、附着包裹甚至是络合固定，从而确保银离子稳定存在，再经粉碎处理则可获得一种载有银离子的稳定均匀的胶状颗粒，方便保存；当这种小颗粒分散于富含多糖、氨基酸等活性物质的芦荟或仙人掌提取液中，在加热搅拌条件下可实现冰粉的快速溶解和银离子的活化，在植物提取液中大量活性基团（-OH、-NH₂、-COOH等）的作用下，均匀分散的银离子被还原为纳米银，在淀粉的保护作用下，纳米银颗粒可稳定存在。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：