[发明专利]一种利用氧化茶渣制备纳米银粒子的方法

说明书

本发明公开了一种利用氧化茶渣制备纳米银粒子的方法，其是由高碘酸钠选择性氧化茶渣中的纤维素羟基，得到具有双醛基的氧化茶渣，再由氧化茶渣的醛基对银离子进行原位还原，即得到负载在氧化茶渣表面的纳米银粒子。本发明的方法，氧化茶渣在反应过程中既是还原剂又是稳定剂，其既能原位还原出纳米单质银，又能利用茶渣中的氨基、羧基对银离子进行螯合，有利于纳米银粒子的生成与稳定。本发明的方法工艺简单易行、反应条件温和、绿色环保，且制备的氧化茶渣负载纳米银粒径小、稳定性好，因此本发明具备大规模推广应用的潜力。

技术领域

本发明涉及一种利用生物质原料原位还原制备纳米银粒子的方法，属于纳米材料制备领域。

背景技术

纳米银粒子由于小尺寸效应、良好的导电性能、优异的抗菌性能等特性已被广泛应用于医疗、催化、纺织、电子等诸多领域。纳米银粒子的制备方法包括葡萄糖还原法、电化学法等，但大多数的纳米银的制备方法通常需要硼氢化钠、N,N-二甲基甲酰胺等有毒性还原剂和有机溶剂(福建农林大学.一种阳离子纳米银多功能造纸助剂及其制备方法:中国,CN201410010292.7[P].2014-04-16.])，限制了纳米银粒子在医疗、纺织等领域的应用。同时纳米银粒子容易团聚，为了解决这一问题，在纳米银的制备过程中通常会使用一些对环境、健康有害的分散剂或保护剂，如：聚乙烯醇、十二烷基硫酸钠等，同样限制了纳米银粒子的使用范围。

目前，利用植物提取液、可溶性淀粉、壳聚糖等天然有机物作为纳米银的还原剂和稳定剂成为了研究热点。植物提取液等天然有机物虽然能够对银离子进行还原，但无法很好地解决生成银粒子的团聚问题。发明专利CN103706803A公开的一种利用葡萄柚汁液还原硝酸银溶液中的银离子的方法，由葡萄柚汁液作为还原剂对银离子进行还原，得到了纳米银粒子，但由于该方法未能很好的解决纳米银粒子的团聚问题，得到的纳米银粒子粒径大、不均匀。因此，探索一种绿色、环保、稳定的还原剂制备纳米银粒子具有重要意义。

茶渣是一种茶饮料生产废弃的残渣，主要成分有茶多酚、游离氨基酸、粗纤维以及粗蛋白，因此，茶渣分子中含有大量的极性羟基、氨基、羧基等，它们中氮氧原子均能提供孤对电子，具有与金属离子形成螯合物，稳定金属离子的条件。同时，茶渣纤维素中的羟基经氧化改性可生成能够有效还原银离子的活性醛基。因此，利用茶渣这一生物质原料还原制备纳米银粒子具有方法简便、成本低、稳定性好、绿色环保等优势，应用前景非常广阔。

发明内容

鉴于现有技术存在的上述问题以及前景分析，本发明的目的在于提供一种利用氧化茶渣制备纳米银粒子的方法，所要解决的问题在于以茶渣作为原料，通过原位还原，制得茶渣载纳米银粒子。

本发明利用高碘酸钠选择性氧化茶渣中纤维素的仲羟基，使茶渣纤维素中的羟基转化为能够高效稳定还原银离子的醛基基团，然后根据银镜反应原理，醛基基团将银离子还原产生纳米银粒子。同时，氧化茶渣中的富电子氮、氧原子和醛基均可与正电性的金属银离子形成螯合作用，得到稳定固着在氧化茶渣表面的纳米银粒子。该氧化茶渣载纳米银粒子分布均匀、结构稳定，具有制备简单、成本低廉、绿色环保、应用广泛等优点。

为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

本发明公开了一种利用氧化茶渣制备纳米银粒子的方法，其是由高碘酸钠选择性氧化茶渣中的纤维素羟基，得到具有双醛基的氧化茶渣，再由氧化茶渣的醛基对银离子进行原位还原，即得到负载在氧化茶渣表面的纳米银粒子。在氧化茶渣对银离子进行原位还原的过程中，氧化茶渣既是还原剂又是稳定剂，其不仅能还原出纳米银粒子，同时，氧化茶渣中含有大量的极性羟基、氨基、羧基，它们所含的富电子氮、氧原子能与醛基一起对正电性的金属银离子发生螯合作用，这些作用能够降低银离子的活动性，阻止粒子的长大，起到了固定纳米银粒子的作用，使其能够稳定在茶渣的微小空间内，避免了纳米银粒子的团聚。

本发明利用氧化茶渣制备纳米银粒子的方法，具体包括如下步骤：