一種納米金溶液的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明屬于納米材料制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種納米金溶液的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]納米金通常指直徑在1-1OOnm的微小金顆粒，具有高電子密度、介電特性和催化作用，能與多種生物大分子結(jié)合，且不影響其生物活性，在抗菌材料、工業(yè)催化、生物醫(yī)藥、生物分析化學(xué)、食品安全和快速檢測(cè)等方面具有廣闊的應(yīng)用前景。
[0003]納米金的制備分為物理法與化學(xué)法?；瘜W(xué)方法中，應(yīng)用最多最常見(jiàn)的是化學(xué)還原法。如中國(guó)發(fā)明專利“一種納米金的制備方法” (CN 102211204 A)中，公開(kāi)了一種水相中化學(xué)還原的方法制備納米金，將氯金酸與含伯胺基化合物和含醛基化合物在溫度為O?45°C的條件下反應(yīng)0.5?24h制得納米金顆粒。如中國(guó)專利“一種納米金的制備方法” (CN103418800 A)中公開(kāi)了一種納米金的制備方法。該方法以一價(jià)金絡(luò)合物為原料，以水和分子量小于100的親水性有機(jī)溶劑中的一種或兩種作為溶劑，將原料加入溶劑中得反應(yīng)液，控制反應(yīng)液中的一價(jià)金濃度為0.1?2克/升，溫度為80?95°C，pH值為0.3?1.5，反應(yīng)3?20min得納米金產(chǎn)品，產(chǎn)品的粒徑分布范圍為5?15nm。以上方法制備納米金反應(yīng)速度難以控制，顆粒大小不易均勻。化學(xué)法制備的金顆粒最小可達(dá)幾納米，操作工藝簡(jiǎn)單、易于掌握控制。缺點(diǎn)是得到的金顆粒不易轉(zhuǎn)移和組裝，易包含雜質(zhì)，且容易發(fā)生團(tuán)聚，需要加入分散劑、穩(wěn)定劑和絮凝劑，成本高，耗時(shí)長(zhǎng)，并且使用中納米金的安全性問(wèn)題難以控制。物理方法中，最常見(jiàn)的是真空蒸鍍法、軟著陸法、激光消融法等。物理法原理簡(jiǎn)單，產(chǎn)品雜質(zhì)少、質(zhì)量好。缺點(diǎn)是對(duì)儀器設(shè)備要求較高、生產(chǎn)費(fèi)用昂貴，不宜大批量生產(chǎn)。
[0004]目前，利用環(huán)糊精制備納米金溶液的方法較少。發(fā)明專利“一種環(huán)糊精基星型嵌段聚合物及環(huán)糊精基星型嵌段聚合物/金納米棒復(fù)合材料的制備方法” (CN 103224598A)和“一種β-環(huán)糊精修飾的聚酰胺-樹(shù)狀大分子及其納米金顆粒復(fù)合物的制備方法” (CN105199400Α)中使用經(jīng)環(huán)糊精修飾后的聚合物高分子制備納米金溶液及復(fù)合材料，工藝復(fù)雜、流程長(zhǎng)，所制備的納米金粒徑均勻性較差，且顆粒形狀不穩(wěn)定，球型和棒型伴生。同時(shí)，制備過(guò)程中，雜質(zhì)和溶劑殘留較多。
[0005]環(huán)糊精來(lái)源廣泛、價(jià)格低，并具有特殊的結(jié)構(gòu)和官能團(tuán)，但由于環(huán)糊精本身對(duì)金離子的還原性較差，單獨(dú)使用難以制備性能優(yōu)異的納米金溶液，需經(jīng)其他材料修飾。因此，以環(huán)糊精為原料，可通過(guò)電化學(xué)方法將環(huán)糊精上的羥基氧化成醛基和羧基，醛基和羧基同時(shí)將四氯金酸還原成納米金顆粒。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有納米金溶液的生產(chǎn)技術(shù)，目的在于提供一種納米金溶液的制備方法。
[0007]本發(fā)明具體通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0008]—種納米金溶液的制備方法，具體包括以下步驟:
[0009]I)選用一定量的β-環(huán)糊精粉末溶解于去離子水溶液中，充分?jǐn)嚢瑁ㄟ^(guò)改變環(huán)糊精質(zhì)量百分?jǐn)?shù)和水溶液的溫度以制備不同濃度的環(huán)糊精溶液；
[0010]2)在環(huán)糊精水溶液中加入一定量氯化鈉粉末，溶解后加入一定量的四氯金酸，攪拌均勻后在混合溶液中插入兩片電極，通過(guò)控制電流大小、反應(yīng)時(shí)間及攪拌速度調(diào)節(jié)納米金顆粒的大小等；
[0011]3)將上述溶液經(jīng)低速離心后去除雜質(zhì)制得納米金水溶液。
[0012]所述的β-環(huán)糊精在水溶液中的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為0.1?25wt%。
[0013]所述的水溶液的溫度為25?100°C，攪拌時(shí)間2?8h，100?500轉(zhuǎn)/分鐘。
[0014]所述的氯化鈉在水溶液中的濃度為0.05?10wt%。
[0015]所述的四氯金酸與β-環(huán)糊精的摩爾比為1:10?9.5:10。
[0016]所述的電流大小為0.01?1Α，反應(yīng)時(shí)間0.5?10h，攪拌速度100?2000轉(zhuǎn)/分鐘。
[0017]本發(fā)明所述納米金溶液用于抗菌、催化等領(lǐng)域。
[0018]本發(fā)明通過(guò)電化學(xué)改性β-環(huán)糊精，使其具備還原性和穩(wěn)定性，以制備粒徑均勻、性質(zhì)穩(wěn)定、功能優(yōu)異的納米金溶液。
[0019]本發(fā)明的有益效果為:
[0020]I)簡(jiǎn)化納米金溶液制備工藝，減少納米金溶液中雜質(zhì)和溶劑殘留。
[0021]2)部分人群使用納米銀抗菌材料過(guò)程中易產(chǎn)生過(guò)敏，納米金具有更好的穩(wěn)定性和生物相容性，可彌補(bǔ)納米銀此方面的不足。
[0022]3)本發(fā)明為開(kāi)發(fā)新型納米功能材料提供了思路。
【附圖說(shuō)明】
[0023]圖1-2為本發(fā)明的納米金溶液鑒定結(jié)果示意圖。
[0024]其中:
[0025]圖1為本發(fā)明的納米金顆粒透射電鏡圖。
[0026]圖2為本發(fā)明的納米金粒徑分布圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027]下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說(shuō)明，以下所述，僅是對(duì)本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本發(fā)明做其他形式的限制，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員可能利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容加以變更為同等變化的等效實(shí)施例。凡是未脫離本發(fā)明方案內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以下實(shí)施例所做的任何簡(jiǎn)單修改或等同變化，均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
[0028]實(shí)施例1，
[0029]一種納米金溶液的制備方法，具體步驟為:選用5gi3_環(huán)糊精粉末溶解于95g去離子水中，水溶液的溫度為80°C，200轉(zhuǎn)/分鐘下攪拌6h至制得透明β-環(huán)糊精水溶液;將2g氯化鈉粉末加入β-環(huán)糊精水溶液中，繼續(xù)攪拌0.5h后至氯化鈉粉末完全溶解;再將0.5g四氯金酸加入含有氯化鈉的環(huán)糊精水溶液中，攪拌5min溶解后將接有電源的正負(fù)電極插入該溶液中，調(diào)節(jié)電流至0.5A，增加攪拌速度至1000轉(zhuǎn)/分鐘，反應(yīng)2h后將所制備溶液放入離心機(jī)中，1000轉(zhuǎn)/分鐘下離心1min后去除雜質(zhì)制得納米金溶液。
[0030]實(shí)施例2，
[0031]—種納米金溶液的制備方法，具體步驟為:選用10gi3_環(huán)糊精粉末溶解于90g去離子水中，水溶液的溫度為90°C，400轉(zhuǎn)/分鐘下攪拌6h至制得透明β-環(huán)糊精水溶液;將5g氯化鈉粉末加入環(huán)糊精水溶液中，繼續(xù)攪拌Ih后至氯化鈉粉末完全溶解;再將0.Sg四氯金酸加入含有氯化鈉的環(huán)糊精水溶液中，攪拌5min溶解后將接有電源的正負(fù)電極插入該溶液中，調(diào)節(jié)電流至0.8A，增加攪拌速度至1500轉(zhuǎn)/分鐘，反應(yīng)4h后將所制備溶液放入離心機(jī)中，1000轉(zhuǎn)/分鐘下離心1min后去除雜質(zhì)制得納米金溶液。
[0032]實(shí)施例3，
[0033]一種納米金溶液的制備方法，具體步驟為:選用2gi3_環(huán)糊精粉末溶解于98g去離子水中，水溶液的溫度為80°C，200轉(zhuǎn)/分鐘下攪拌6h至制得透明β-環(huán)糊精水溶液;將Ig氯化鈉粉末加入β-環(huán)糊精水溶液中，繼續(xù)攪拌0.5h后至氯化鈉粉末完全溶解;再將0.2g四氯金酸加入含有氯化鈉的環(huán)糊精水溶液中，攪拌5min溶解后將接有電源的正負(fù)電極插入該溶液中，調(diào)節(jié)電流至0.5A，增加攪拌速度至1000轉(zhuǎn)/分鐘，反應(yīng)2h后將所制備溶液放入離心機(jī)中，1000轉(zhuǎn)/分鐘下離心1min后去除雜質(zhì)制得納米金溶液。
[0034]實(shí)施例4，
[0035]對(duì)實(shí)施例1所得納米金溶液進(jìn)行相關(guān)的鑒定，其結(jié)果參見(jiàn)說(shuō)明書附圖1-2。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種納米金溶液的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: 1)選用一定量的β-環(huán)糊精粉末溶解于去離子水溶液中，充分?jǐn)嚢瑁ㄟ^(guò)改變環(huán)糊精質(zhì)量百分?jǐn)?shù)和水溶液的溫度以制備不同濃度的環(huán)糊精溶液； 2)在環(huán)糊精水溶液中加入一定量氯化鈉粉末，溶解后加入一定量的四氯金酸，攪拌均勻后在混合溶液中插入兩片電極，控制電流大小、反應(yīng)時(shí)間及攪拌速度； 3)將上述溶液經(jīng)低速離心后去除雜質(zhì)制得納米金水溶液。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種納米金溶液的制備方法，其特征在于:β_環(huán)糊精在水溶液中的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為0.1?25wt%。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種納米金溶液的制備方法，其特征在于:水溶液的溫度為25?100°C，攪拌時(shí)間2-8h，100?500轉(zhuǎn)/分鐘。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種納米金溶液的制備方法，其特征在于:氯化鈉在水溶液中的濃度為0.05?10wt%。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種納米金溶液的制備方法，其特征在于:四氯金酸與β_環(huán)糊精的摩爾比為1:10?9.5:10。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種納米金溶液的制備方法，將β-環(huán)糊精溶解于水溶液中，于其中加入氯化鈉和四氯金酸，再將接有電源的正負(fù)電極插入溶液中，高速攪拌制得納米金溶液。本發(fā)明方法工藝簡(jiǎn)單，所制備納米金顆粒小、分散均勻、性質(zhì)穩(wěn)定。
【IPC分類】C25B3/02, B22F9/24
【公開(kāi)號(hào)】CN105642915
【申請(qǐng)?zhí)枴?br>【發(fā)明人】姚理榮, 李小娟, 任娟, 蔣葉群, 嚴(yán)雪峰, 孫啟龍, 徐山青
【申請(qǐng)人】南通大學(xué)
【公開(kāi)日】2016年6月8日
【申請(qǐng)日】2016年4月6日