[发明专利]一种丁二酰化壳聚糖包覆的单分散纳米银颗粒及其制备方法

说明书

本发明公开了一种丁二酰化壳聚糖包覆的单分散纳米银颗粒及其制备方法。该方法包括：将丁二酰化壳聚糖溶液和浓度为6‑12mmol/l的银氨溶液混合均匀,随后逐滴滴加葡萄糖醛酸溶液作还原剂，在60‑90℃下搅拌反应15‑30min后结束反应，将产物在离心洗涤，所得产物为丁二酰化壳聚糖包覆的单分散纳米银颗粒。本发明借助于丁二酰化壳聚糖特有的氨基、羧基和银离子的配位作用，以丁二酰化壳聚糖为保护剂，利用还原剂将硝酸银还原后得到丁二酰化壳聚糖包覆的单分散纳米银颗粒；本发明提供的丁二酰化壳聚糖包覆的单分散纳米银颗粒，粒径小、比表面大，单分散性好，在印刷电子领域有广泛的应用前景。

技术领域

本发明涉及贵金属材料领域，具体涉及一种丁二酰化壳聚糖包覆的单分散纳米银颗粒及其制备方法。

背景技术

纳米材料是指在至少一维处在1-100nm或者以它为基本单位构成的一类材料。金属纳米材料结合了金属独特的理化性能以及纳米结构的特殊性能而备受广大研究者青睐。其中，纳米银颗粒具有良好的导电性、导热性、抗氧化且较高的表面能、表面活性和催化性能，使得其在抗菌包装材料、催化剂、导电浆料、导电油墨等领域得到了广泛应用。

目前纳米银颗粒的制备方法大致可分为物理法、化学法、生物法。物理法可以制备出高纯度纳米银粒子，但其产量低、对设备要求高以及高能耗导致成本相应提高。生物法反应时间较长，生产效率较低，生成的粒径和形貌不易控制，且原材料的来源会受到很大的限制，液相化学还原法可以很好的规避上述问题，但常用液相还原法制备的小尺寸纳米银颗粒由于表面能高，颗粒之间易于团聚，从而减弱甚至丧失纳米特性，通常的解决办法是在制备过程中加入稳定剂来避免团聚。而目前常用稳定剂或者是和纳米银结合力较弱致使分散稳定效果差，又或是其用量较大增加了后处理难度，且增加原料成本。也有文献报道使用少量且与银离子结合较强的巯基类化合物作稳定剂(保护剂)实现小尺寸和良好分散性的纳米银，但这类化合物对环境将产生很大的危害。

天然壳聚糖结构中含有羟基和氨基基团，对纳米银有很好的鳌合作用，可以用来做纳米银还原过程中的稳定剂或者还原剂，例如浙江大学张雨菲采用化学还原法在不同浓度的壳聚糖醋酸溶液中，以硼氢化钠还原硝酸银，制备了系列壳聚糖纳米银溶液(张雨菲,李友良,姚远,李文宇,胡巧玲.壳聚糖纳米银溶液的稳定性及在织物抗菌整理上的应用[J].高等学校化学学报,2012,33(08):1860-1865)。但壳聚糖在中性和碱性溶液中的溶解度较差，使得纳米银的生产条件变得极为苛刻，进一步限制了纳米银的使用范围。

发明内容

为了克服现有技术存在的上述不足，本发明的目的是提供一种丁二酰化壳聚糖包覆的纳米银颗粒及其制备方法。本发明提供的制备方法绿色环保，且能够制备得到较好的稳定纳米银获得单分散纳米银颗粒。

本发明提供的丁二酰化壳聚糖包覆的单分散纳米银颗粒的制备方法，包括如下步骤：

(1)将壳聚糖加入丁二酸酐/无水乙醇溶液中，搅拌反应，将所得产物离心洗涤，干燥，得到丁二酰化壳聚糖；

(2)将步骤(1)所述丁二酰化壳聚糖加入水中，分散均匀，得到丁二酰化壳聚糖溶液，然后将所述丁二酰化壳聚糖溶液与银氨溶液混合均匀，逐滴滴加葡萄糖醛酸溶液作为还原剂，搅拌反应(边加热边搅拌)，反应结束后冷却至室温，将产物离心洗涤，取下层沉淀物，得到丁二酰化壳聚糖包覆的单分散纳米银颗粒。

优选地，步骤(1)所述丁二酸酐/无水乙醇溶液为丁二酸酐与无水乙醇混合均匀得到的溶液，所述丁二酸酐与无水乙醇的质量体积比为(8-10)g： (170-200)mL。

优选地，步骤(1)所述丁二酸酐与壳聚糖的摩尔比为1.5-3：1；壳聚糖的脱乙酰度为80％-85％；壳聚糖与丁二酸酐/无水乙醇溶液的质量体积比为 (5-8)g：(170-200)mL。

优选地，步骤(1)所述搅拌反应的温度为60-90℃，搅拌反应的时间为 10-15h。