CN103317147B

CN103317147B - 一种纳米银胶体溶液、制备方法及其应用

Info

Publication number: CN103317147B
Application number: CN201310291305.8A
Authority: CN
Inventors: 林红; 陈宇岳; 徐思峻
Original assignee: Suzhou University
Current assignee: Suzhou University
Priority date: 2013-07-11
Filing date: 2013-07-11
Publication date: 2015-04-22
Anticipated expiration: 2033-07-11
Also published as: CN103317147A

Abstract

本发明公开了一种纳米银胶体溶液、制备方法及其应用。制备方法包括以下步骤：将质量体积浓度为10g/L～80g/L的防螨活性物的水溶液与浓度为0.01 g/L～100g/L的银盐的水溶液以1：100～100：1的体积进行混合，10℃～90℃匀速搅拌下逐步滴入一定体积的还原剂的水溶液，继续搅拌1～600min至反应完全，即获得平均粒径为1～100nm的纳米银胶体溶液。其优点是：采用防螨纺织品常用的防螨活性物作为保护剂来制备纳米银，可以使纳米银同时实现抗菌和防螨的双重效果，适宜于纺织品的抗菌防螨复合功能化整理。

Description

一种纳米银胶体溶液、制备方法及其应用

技术领域

本发明涉及一种纳米材料、制备方法及其应用，特别涉及一种应用于对纺织品进行抗菌防螨处理的纳米银胶体溶液及其制备方法。

背景技术

纺织品被公认为是滋生微生物如细菌、真菌的媒介。自然界中的微生物群落广泛地存在于周围的环境中，一旦遇到适宜的湿度、养分和温度能够迅速滋生。对于大多数化学纤维，因其具有较高的拒水性而具有较高的抵御微生物侵袭的能力。蛋白质和纤维素类纤维能够为微生物生长提供养分和适宜的温湿度环境，成为微生物滋生的理想场所。滋生在纺织品上的微生物不仅影响纺织品自身使用性能，而且影响到使用者的健康。因此如何抑制或杀灭附着于纺织品的微生物尤其是是纺织品产业迫切需要解决的问题。

纳米银是指将粒径做到纳米级的金属银单质,粒径一般为1~100nm。其具有高比表面积，高表面活性，高导电率，广泛应用于催化剂材料、防静电材料和生物传感器材料等。事实上，纳米银最为优越的性能就是其独一无二的抗菌性能，研究发现纳米银对细菌和某些真菌的抗菌效率是普通有机抗菌剂的10~100倍。将纳米银上载至纤维表面，0.01%~0.1%的含量就可以获得非常满意的抗菌效果，因而纳米银抗菌功能性纺织品近年来发展十分迅速，在国外纳米银抗菌产品逐渐取代传统有机抗菌剂成为最主要的抗菌剂之一。

纳米银具有广谱杀菌作用，且微生物对其耐药性较低。然而遗憾的是纳米银对多细胞微生物如螨虫灭杀能力低，因而其抗菌纺织品虽然能够有效抵抗细菌和真菌的侵袭，却无法阻挡尘螨等的侵袭。这些寄生在纺织品表面的节肢动物不仅以纺织品为食，而且也会引起过敏性哮喘、过敏性鼻炎和过敏性皮炎等疾病。目前国内超过75%的家居环境中藏有螨虫，因而如何有效趋避或灭杀这些螨虫成为当今家用纺织品以服用纺织品不得不面对的问题。传统的解决方法是对纺织品等进行抗螨虫处理，如利用某些防螨虫整理剂等对织物进行防螨处理。防螨整理剂二甲基丙烷羧酸酯和3-苯氯基苄基（IRS）顺、反式-3-（2，2-二氯乙烯基）-2、2-二甲基环丙烷羧酸酯是新型的织物功能整理剂，主要成分为带有活性基团和氨基的有机脂类化合物。可与棉、毛、粘胶纤维交联，对于化纤类也可通过固着剂在织物表面固着，对螨虫等有高效、快速的趋避作用，使织物具有清洁安全和卫生保健的新功能。从而广泛应用于整理床上用纺织品、针织品、地毯、窗帘等装饰用布以特殊要求的军用纺织品。

然而，同时具有抗菌和防螨效果的纺织品整理剂未见报道。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，提供一种具有抗菌和防螨效果的纳米银胶体溶液、制备方法及其应用。

实现本发明目的的技术方案之一是提供一种纳米银胶体溶液的制备方法，将甲基丙烷羧酸酯或3-苯氯基苄基（IRS）顺、反式-3-（2，2-二氯乙烯基）-2、2-二甲基环丙烷羧酸酯或二甲基环丙烷羧酸酯溶解于水中，得到浓度为10g/L～80g/L的活性物水溶液；将活性物水溶液与浓度为0.01～100g/L的银盐水溶液按体积比1：100～100：1混合后，在温度为10℃～90℃、匀速搅拌的条件下滴加浓度为0.1g/L～10g/L还原剂水溶液,按质量比，还原剂与银盐的比例为1:1～2:17，搅拌至反应完成，得到平均粒径为1～100nm的纳米银胶体溶液。

本发明所述的银盐为硝酸银、硫酸银中的一种。所述的还原剂为硼氢化钠、硼氢化钾、水合肼、维生素C、还原性葡萄糖中的一种。

本发明技术方案还包括一种按上述制备方法得到的纳米银胶体溶液，及所述纳米银胶体溶液的应用，将其稀释后，用于对纺织品进行抗菌防螨处理。

本发明技术方案是将抗菌、防螨结合在一起，利用具有防螨效果的活性物作为保护剂，制备核-壳（防螨剂-银）结构的纳米银，其比表面积大大增加，不仅抗菌性能增加，其表面的防螨剂与螨虫的接触效率也得到增加，防螨效率得到提升，产品具有优秀的抗菌和防螨能力。

与现有技术相比，本发明的优点是：

1、本发明利用防螨活性物质作为保护剂制备了防螨剂为外壳的纳米银颗粒。防螨活性物具有优秀的防螨效果，纳米银具有优秀的杀菌作用，故所制备纳米银溶液具备抗菌和防螨的双层功效，从而大大拓展了纳米银的功效和应用领域。

2、所制备的纳米银溶液成本低，工艺简单，稳定性好，纳米银粒径均匀。

3、所制备纳米银可广泛应用与纺织、医疗卫生等领域中。

附图说明

图1是本发明实施例提供的纳米银溶液的紫外光谱图；

图2是本发明实施例提供的纳米银颗粒的粒径分布图；

图3是本发明实施例提供的纳米银颗粒的TEM图；

图4是本发明实施例提供的纳米银TEM能谱分析图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明技术方案作进一步的阐述。

实施例1：

1、取3-苯氯基苄基（IRS）顺、反式-3-（2，2-二氯乙烯基）-2、2-二甲基环丙烷羧酸酯3g，溶解于100mL去离子水中，得到质量体积浓度为30g/L的3-苯氯基苄基（IRS）顺、反式-3-（2，2-二氯乙烯基）-2、2-二甲基环丙烷羧酸酯的水溶液；

2、将0.787g的硝酸银溶于100mL水溶液中，得到质量体积浓度为7.87g/L的硝酸银溶液；

3、将0.1g的硼氢化钠溶于100mL的水溶液中，得到质量体积浓度为1g/L的硼氢化钠溶液；

4、将30g/L的3-苯氯基苄基（IRS）顺、反式-3-（2，2-二氯乙烯基）-2、2-二甲基环丙烷羧酸酯的水溶液和质量体积浓度为7.87g/L的硝酸银溶液以4:1的体积比进行混合，70℃匀速搅拌下滴加硼氢化钠溶液至反应完全,即可获得粒径为10~40nm的纳米银胶体溶液。

参见附图1，它是本实施例提供的纳米银溶液的紫外光谱图；由图可知，在波长为415nm处出现了单质银的特征吸收峰，表明溶液中有纳米银生成。

图2是本实施例提供的纳米银溶液中纳米银颗粒的粒径分布图；由图可知，纳米银粒径分布均匀，且平均粒径在15nm左右。

图3是本实施例提供的纳米银颗粒的TEM图，其分辨率为500nm。由图可知纳米银为标准球形，且粒径均匀。这与图2粒径测试结果相一致。

图4是本实施案例提供的纳米银颗粒的TEM能谱分析图。由图可知，所选区域金属元素为银元素(Cu、Si为背景)；除此之外还包含C、O、Cl等元素，这与3-苯氯基苄基（IRS）顺、反式-3-（2，2-二氯乙烯基）-2、2-二甲基环丙烷羧酸酯所含元素一致，尤其是TEM-EDAX能谱仪探测到了Cl元素的存在，排除了其他有机物的可能性。证明了纳米银表面存在保护剂，所制备纳米银为典型的核（银）壳（有机物）结构。

实施例2：

1、取3g的二甲基环丙烷羧酸酯溶解于100mL去离子水中，得到质量体积浓度为30g/L的二甲基环丙烷羧酸酯的水溶液；

3、将0.1g的硼氢化钠溶于100mL的水溶液中，得到质量体积浓度1g/L的硼氢化钠溶液；

4、将30g/L的二甲基环丙烷羧酸酯的水溶液和7.87g/L的硝酸银溶液以4:1的体积比进行混合，70℃匀速搅拌下滴加硼氢化钠溶液至反应完全,即可获得粒径为10~40nm的纳米银胶体溶液。

实施例3：

1、取5g二甲基环丙烷羧酸酯溶解于100mL去离子水中，得到质量体积浓度为50g/L的二甲基环丙烷羧酸酯的水溶液；

4、将50g/L的二甲基环丙烷羧酸酯的水溶液和7.87g/L的硝酸银溶液以4:1的体积比进行混合，70℃匀速搅拌下滴加硼氢化钠溶液至反应完全,即可获得粒径为5~30nm的纳米银胶体溶液。

将得到的纳米银胶体溶液用于纺织品的防螨抗菌处理，采用浸轧工艺，整理工艺严格遵守防螨整理工艺，以获得较优的防螨效果。具体步骤如下：

1、本实施例以配置500L溶液为例，先在化料桶内加入300～400L浓度为1000mg/L的纳米银溶液纳米银溶液（该纳米银溶液防螨活性物浓度为30g/L～50g/L），然后加入50mL浓度为300g/L的低温固着剂，最后加水至500L，搅拌均匀。

2、工艺流程：织物→漂染→烘干→浸轧纳米银溶液（轧液率为70%～80%）→烘干（80℃～90℃）→高温拉幅（150℃～160℃×30s，或120℃～130℃×3～5min）。

本实施例以真丝绸织物为例，利用上述工艺制备的载银丝绸载银量为2600mg/Kg。根据国家标准FZ/T73023-2006《抗菌针织品》，对载银真丝绸的抑菌测试结果表明，载银真丝绸对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌率达到99.5%，显示出优秀的抗菌效果；同时，由于采用防螨整理工艺且防螨活性物浓度达到标准使用量，整理后织物亦获得了满意的防螨效果，根据国家标准GB／T24253-2009《纺织品防螨性能的评价》对按本实施例方法获得的载银真丝绸进行防螨测试，结果表明该种对螨虫的趋避率可达96%以上，符合防螨织物标准。

Claims

1.一种纳米银胶体溶液的制备方法，其特征在于：将3-苯氯基苄基（IRS）顺、反式-3-（2，2-二氯乙烯基）-2、2-二甲基环丙烷羧酸酯或二甲基环丙烷羧酸酯溶解于水中，得到浓度为10g/L～80g/L的活性物水溶液；将活性物水溶液与浓度为0.01 g/L～100g/L的银盐水溶液按体积比1：100～100：1混合后，在温度为10℃～90℃、匀速搅拌的条件下滴加浓度为0.1g/L～10g/L还原剂水溶液,按质量比，还原剂与银盐的比例为1：1～2:17，搅拌至反应完成，得到平均粒径为1～100nm的纳米银胶体溶液。

2.根据权利要求1所述的一种纳米银胶体溶液的制备方法，其特征在于：所述的银盐为硝酸银、硫酸银中的一种。

3.根据权利要求1所述的一种纳米银胶体溶液的制备方法，其特征在于：所述的还原剂为硼氢化钠、硼氢化钾、水合肼、维生素C、还原性葡萄糖中的一种。

4.一种按权利要求1制备方法得到的纳米银胶体溶液。

5.一种按权利要求1制备方法得到的纳米银胶体溶液的应用，将所述的纳米银胶体溶液稀释后，用于对纺织品进行抗菌防螨处理。