CN101223887A - 一种纳米银抗菌溶液及其制备方法 - Google Patents

一种纳米银抗菌溶液及其制备方法 Download PDF

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一种纳米银抗菌溶液及其制备方法，涉及一种抗菌溶液，特别是涉及一种含有纳米金属银粒子和羧甲基壳聚糖的抗菌溶液及其制备方法。提供一种颗粒小、分布均匀、稳定性好、抗菌能力强和无毒副作用，含有纳米金属银粒子及羧甲基壳聚糖的纳米银抗菌溶液及其制备方法。为含有0.001～0.1mol/L的纳米金属银粒子及羟甲基壳聚糖的去离子水溶液。纳米金属银粒子的粒径最好为3～80nm。在含有0.001～0.1mol/L的纳米金属银粒子及羟甲基壳聚糖的去离子水溶液中加入2倍银离子摩尔浓度的水合肼还原剂，搅拌反应即可得到含有纳米金属银粒子和羟甲基壳聚糖的纳米银抗菌溶液。

Description

一种纳米银抗菌溶液及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种抗菌溶液，特别是涉及一种含有纳米金属银粒子和羧甲基壳聚糖的抗菌溶液及其制备方法。
背景技术
在生活中，充斥着各种有害细菌，给人们带来各种疾病。随着人民生活水平的提高，健康和卫生越来越受到重视，抗菌材料及其制品日益引起人们的关注。银的抗菌能力很强并具有广谱的杀菌效果，又不会在人体积累产生毒害，在很早以前就被用作抗菌活性材料。以银作为抗菌活性成份的抗菌剂是很理想的安全环保型抗菌剂。为了减少贵金属银的用量，降低成本，目前大量使用的银系列抗菌材料主要是将银离子负载在分子筛、沸石、磷酸锆等颗粒上，以固体粉末形式存在。与粉体相比，含银抗菌溶液无疑能更利于银在纺织品、皮革等制品上的均匀分散，提高贵金属银的利用率和抗菌效果，而且溶液形式也使银抗菌剂载入制品的工艺操作更方便和简单，提高生产效率。
壳聚糖是由生物体提取的天然聚合物，具有良好的生物相溶性和一定的抗菌效果，并且能够络合银离子。中国专利CN200310111284提出壳聚糖络合银离子抗菌溶液，具有很高的抗菌能力。但壳聚糖只能在酸性条件下才能溶解，并要求分子量较低才有抗菌性能，使用的条件受限，而且银离子具有光敏性，很容易氧化还原，发生银沉积，降低抗菌活性并变成棕色或黑色，影响制品的外观。
Muzzarellji(Carbohyd.Res.1982，107：199-214)和Liu(J.Appl.Polym.Sci.2001，79：1324-1335)等均报道过羧甲基壳聚糖在酸碱中性条件下均可以很好地溶于水，而且抗菌效果比壳聚糖更好。中国专利20051011369.1及Ale Panacek(J.Phys.Chem.B，2006，110：16248-16253)的研究结果均表明纳米级别的金属银粒子具有很强的抗菌活性，而且金属形式的银不具有光敏性，从而使得抗菌稳定性得到很大的提高。然而目前制备纳米银粒子的方法一般都要用到聚乙烯吡咯烷酮等聚合物或油酸钠等表面活性活性剂作为保护剂，这些非生物相容性的有机物质难以除去，在对制品进行抗菌处理时很容易也附于制品上，会对人体造成潜在的毒性。中国专利200610025544.9则提出一种制备以壳聚糖为保护剂制备纳米银粒子的方法，能够获得粒径水、均一性好、分散稳定性好、无毒副作用的银纳米粒子。然而此方法要用到放射元素或紫外光线源进行辐射而且要在无氧条件下进行，制备条件较苛刻复杂。
发明内容
本发明的目的在于针对壳聚糖络离子银离子抗菌溶液存在的不稳定性、壳聚糖不易溶及以壳聚糖为保护剂制备纳米银粒子不容易等问题，提供一种颗粒小、分布均匀、稳定性好、抗菌能力强和无毒副作用，含有纳米金属银粒子及羧甲基壳聚糖的纳米银抗菌溶液及其制备方法。
本发明所述的纳米银抗菌溶液为含有0.001～0.1mol/L的纳米金属银粒子及羟甲基壳聚糖的去离子水溶液。纳米金属银粒子的粒径最好为3～80nm。
本发明所述的纳米银抗菌溶液的制备方法的具体步骤为：
在含有0.001～0.1mol/L的纳米金属银粒子及羟甲基壳聚糖的去离子水溶液中加入2倍银离子摩尔浓度的水合肼还原剂，搅拌反应即可得到含有纳米金属银粒子和羟甲基壳聚糖的纳米银抗菌溶液。
反应的温度最好为10～60℃，反应的时间最好为0.5～8h。
与现有的壳聚糖络离子银离子抗菌溶液相比，本发明的突出优点在于：选用具有生物相容性、抗菌能力且易溶于去离子水的羧甲基壳聚糖同时作为制备纳米金属银粒子的保护剂和抗菌溶液的抗菌活性成分，不仅不会象一般制备纳米粒子的保护剂那样带来潜在毒性，而是增加了溶液的抗菌物质。选用纳米金属银粒子而不是银离子，增加了溶液的稳定性。选用水合肼作为还原剂，能够很好地将银离子完全还原成纳米金属银粒子，而且多余的水合肼能够在还原出来的纳米银催化分解成氢气和氮气排出而不会留在溶液中。总之本发明制得的抗菌溶液的纳米银粒子不仅具有颗粒小、分布均匀、稳定性好、抗菌能力强和无毒副作用的特点，而且本发明的制备方法简单易行。
具体实施方式
实施例1
在含有0.001mmol/L的纳米金属银粒子和0.01mol/L羟甲基壳聚糖的去离子水溶液在60℃加入2倍银离子mol浓度的水合肼还原剂，在搅拌作用下反应0.5h即可得到含有0.001mol/L纳米金属银粒子(粒径为3nm)和0.01mmol/L羟甲基壳聚糖的纳米银抗菌溶液。
实施例2
在含有0.008mmol/L的纳米金属银粒子和0.02mmol/L羟甲基壳聚糖的去离子水溶液在50℃加入2倍银离子mol浓度的水合肼还原剂，在搅拌作用下反应2h即可得到含有0.02mmol/L纳米金属银粒子(粒径为11nm)和0.008mmol/L羟甲基壳聚糖的纳米银抗菌溶液。
实施例3
在含有0.02mmol/L的纳米金属银粒子和0.05mmol/L羟甲基壳聚糖的去离子水溶液在30℃之间加入2倍银离子mol浓度的水合肼还原剂，在搅拌作用下反应3h即可得到含有0.02mmol/L纳米金属银粒子(粒径为30nm)和0.02mmol/L羟甲基壳聚糖的纳米银抗菌溶液。
实施例4
在含有0.05mmol/L的纳米金属银粒子和0.06mmol/L羟甲基壳聚糖的去离子水溶液在20℃之间加入2倍银离子mol浓度的水合肼还原剂，在搅拌作用下反应5h即可得到含有0.05mmol/L纳米金属银粒子(粒径为65nm)和0.06mmol/L羟甲基壳聚糖的纳米银抗菌溶液。
实施例5
在含有0.1mmol/L的纳米金属银粒子和0.1mmol/L羟甲基壳聚糖的去离子水溶液在10℃之间加入2倍银离子mol浓度的水合肼还原剂，在搅拌作用下反应8h即可得到含有0.001mmol/L纳米金属银粒子(粒径为80nm)和0.01mmol/L羟甲基壳聚糖的纳米银抗菌溶液。
将上述溶液以去离子水配成含银为0.001mmol/L的溶液，将实施例1～5分别记作S1～S5，同时配制0.001mmol/L的硝酸银溶液作为对比样，记作C。将6块白色纯棉布浸入上述溶液中1小时后自然晾干。然后将每块布剪成两片，一片立即进行杀菌性能测试，另一片在室内自然放置1年后进行杀菌性能测试，测试的方法均采用中华人民共和国纺织行业标准FZ/T73023-2006，测试结果见表1。
表1
  样品   S1   S2   S3   S4   S5   C
  初始抗菌率(％)   99.95％   99.92％   99.99％   99.97％   99.96％   99.91％
  储存一年抗菌率(％)   99.89％   99.86％   99.92％   99.83％   99.89％   90.35％
从测试结果中可以看到本发明所制得的纳米银抗菌溶液具有良好的抗菌能力及稳定性，而且在储存一年后，白色棉布没有发生颜色的变色。但用含银离子的硝酸银处理后白色棉布在一年后颜色发生了变化，影响了纺织品的外观。

Claims (5)

1.一种纳米银抗菌溶液，其特征在于为含有0.001～0.1mol/L的纳米金属银粒子及羟甲基壳聚糖的去离子水溶液。
2.如权利要求1所述的一种纳米银抗菌溶液，其特征在于纳米金属银粒子的粒径为3～80nm。
3.如权利要求1所述的纳米银抗菌溶液的制备方法，其特征在于具体步骤为：在含有0.001～0.1mol/L的纳米金属银粒子及羟甲基壳聚糖的去离子水溶液中加入2倍银离子摩尔浓度的水合肼还原剂，搅拌反应即可得到含有纳米金属银粒子和羟甲基壳聚糖的纳米银抗菌溶液。
4.如权利要求3所述的纳米银抗菌溶液的制备方法，其特征在于反应的温度为10～60℃。
5.如权利要求3或4所述的纳米银抗菌溶液的制备方法，其特征在于反应的时间为0.5～8h。
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