CN104070179A

CN104070179A - 利用芒果皮作还原剂制备纳米金的方法

Info

Publication number: CN104070179A
Application number: CN201410348964.5A
Authority: CN
Inventors: 杨宁; 李维宏
Original assignee: Shanxi Agricultural University
Current assignee: Shanxi Agricultural University
Priority date: 2014-07-21
Filing date: 2014-07-21
Publication date: 2014-10-01

Abstract

一种利用芒果皮作还原剂制备纳米金的方法，包括制备氯金酸溶液、调节氯金酸溶液pH值、按体积比取氯金酸溶液2%-20%的芒果皮还原剂加入，在一定条件下水浴90－100min，当氯金酸溶液由黄色变为紫红色时结束反应，然后采用离心分离把合成的纳米金与氯金酸溶液分开，取下层液用蒸馏水洗涤、脱水，最后将分离得到的下层液在一定条件下烘干即得到纳米金颗粒。本发明方法通过将芒果皮制备为还原剂，使芒果皮变废为宝，提高了芒果的综合利用效益，比现有技术步骤简单、条件温和，大大简化了制备步骤及难度，并且在合成过程中不产生有毒副产物，制备得到的纳米金颗粒能达到90%以上，且合成的纳米金尺寸均一、粒径分布窄，分散性好、不易团聚，较稳定。

Description

利用芒果皮作还原剂制备纳米金的方法

技术领域

本发明涉及生物技术及纳米研究领域，具体涉及到一种将芒果皮经过处理制成还原剂与氯金酸制备纳米金的方法。

背景技术

目前，制备纳米金的方法主要是物理和化学方法。物理方法是指通过各种分散技术把金直接转变为纳米粒子；化学方法是指由金的化合物通过还原反应得到纳米粒子。无论物理方法还是化学方法都存在以下问题：（1）需要比较严格的条件；（2）耗能高；（3）使用的试剂昂贵，毒副作用大；（4）环境污染比较严重，对环境和生物会产生潜在的危害。随着绿色化学概念的普及，纳米金的合成也应当向无毒、环境友好的方向发展。

采用生物材料或生物体系天然合成纳米微粒是解决生态友好及可靠性问题的一种较好的方法。许多学者通过往微生物培养液的上清液或菌体浸泡液中加入一定浓度的氯金酸溶液，制备纳米金粒子。

众所周知，芒果是一种热带常青树产果实，是热带、亚热带地区盛产的重要经济作物。芒果除鲜食外，主要被加工成芒果饮料、芒果干、芒果罐头、果冻等，占芒果鲜果重7%-24%的芒果皮是加工生产中产生的副产物，据研究，芒果皮中含有大量黄酮化合物、多酚化合物和多糖，都是很好的还原剂和稳定剂。然而目前的加工现状并没有得以利用，绝大多数芒果皮被抛弃，既造成资源的巨大浪费，又污染了环境。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的缺陷，提供一种利用芒果皮作还原剂制备纳米金的方法，采用本发明方法，提高了芒果的综合利用效益，降低了纳米金的制备成本，减少了环境污染。

利用芒果皮作还原剂制备纳米金的方法，包括如下步骤：

（1）取氯金酸粉末和蒸馏水，制备1mmol的氯金酸溶液；

（2）用氢氧化钠/氢氧化钾水溶液将（1）制备的氯金酸溶液调节pH值至7.0-9.0；

（3）按体积比取（2）制备的氯金酸溶液2%-20%的芒果皮还原剂加入（2）制备的氯金酸溶液中，在25-30℃条件下水浴90－100min，当氯金酸溶液由黄色变为紫红色时，结束反应；

（4）将（3）制备的溶液采用离心分离的方法，把合成的纳米金与氯金酸溶液分开，取下层液并加入下层液体积3倍的蒸馏水搅拌、离心脱水，按此方法重复2－3次，将分离得到的下层液在75－85℃条件下烘干，即得到纳米金颗粒。

所述的芒果皮还原剂采用以下方法制备：

（1）将新鲜芒果皮用蒸馏水清洗2－3次，在70－80℃的条件下干燥，粉碎至80-100目，制得芒果皮粉末。

（2）将新鲜芒果皮用蒸馏水清洗2－3次，在－70－-80℃的条件下真空冷冻干燥，取冻干粉研磨通过100目筛。

（3）将新鲜芒果皮用蒸馏水清洗2－3次，自然晾干，粉碎通过100目筛，然后按新鲜芒果皮:乙醇:水体积比为1:1.5:1.5的比例混合后回流抽提2-3h，将抽提液放入4℃冰箱中储藏。

（4）取新鲜芒果皮用双蒸水清洗后，按新鲜芒果皮与双蒸水的体积质量为1：2.5的比例混合后榨成汁，将榨汁放入4℃冰箱中储藏。

本发明利用芒果皮作还原剂制备的纳米金，采用紫外－可见光谱仪，在波长 300－800nm 范围内，测定溶胶的吸收光谱。采用透射电子显微镜 ( TEM ) ，在75kV加速电压下，对样品的形貌和粒度进行观察；直接把制备的溶胶样品滴在预先覆盖Formvar膜的铜网上，自然干燥后观察。粉体进行X射线衍射分析，在工作电压为 40kV、电流为40mA的条件下进行测试。

由图1可见，氯金酸溶液中加入还原剂芒果皮后，溶液在545 nm处有吸收峰。文献表明，根据粒径不同，纳米金可选择性地吸收和散射部分波长的光，其中以吸收为主，散射只占很小一部分。吸收的这部分光主要位于绿色光区域，波长范围在520 nm左右。据补色原理，纳米金溶液因吸收绿色光，而呈红色。所以，根据颜色变化结合紫外可见吸收光谱图，证明在芒果皮的作用下，合成了纳米金粒子，即将[AuCl₄]ˉ 还原为单质Au。

采用透射电镜（TEM）表征合成的纳米金溶液。如图2所示，所有合成的纳米金粒子为近似球形，大小较均一。合成的纳米金粒子的粒径为9 (±28%) nm。

表征得到的纳米金的X 射线衍射( XRD )图谱结果见图3。与JCPDS 标准卡对照一致，可以看出，2θ在38.3°、44.4°、64.76°、77.68°和 81.9°处，出现的5个衍射峰均为金的特征衍射峰, 分别与面心立方( FCC )结构 Au( 111)、(200)、(220)、(311)和（222）晶面相对应，由此确定产物为单质金。经比较X射线衍射图谱与文献的研究一致。图中出现5个明显的峰值，是因受到电子入射束辐照的样品区域内存在大量取向复杂的细小晶体颗粒，属于多晶结构。已研究出来的纳米金大多数呈多晶结构，也有少数单晶结构。

本发明的有益效果

本发明利用芒果皮作还原剂制备纳米金的方法，（1）通过将芒果皮制备为还原剂，使芒果皮变废为宝，提高了芒果的综合利用效益，减少了芒果皮造成的环境污染；（2）利用芒果皮制备的还原剂与氯金酸合成纳米金的方法，属于绿色环保的合成方法，比现有技术步骤简单、条件温和，大大简化了实验步骤及难度，并且在合成过程中不产生有毒副产物；（3）采用此方法制备得到的纳米金颗粒产量很高，能达到90%以上，且合成的纳米金尺寸均一、粒径分布窄，分散性好、不易团聚，较稳定；（4）本发明方法可操作性强、重复性好、能够大批量制备。（5）该制备方法所制备的纳米金可以用于以纳米金为标记物的免疫分析法，此方法有简单快速、灵敏度高、特异性强、样品量少等优点，适合现场检测，且金免疫层析技术正在向定量、半定量检测和多元检测方向发展，具有良好的发展前景，可广泛应用于食品、药品检测。

附图说明

图1是本发明方法制备的纳米金的紫外可见吸收光谱图。

图2是本发明方法制备的纳米金的透射电镜照片。

图3是本发明方法制备的纳米金的X-射线图谱。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的说明。

实施例1

采用本发明的方法制备纳米金。

（1）制备氯金酸溶液首先称取0.041g氯金酸粉末，溶于100mL蒸馏水中，制得1mmol的氯金酸溶液，由于氯金酸具有很强的腐蚀性，操作时不可使用金属药勺，然后用氢氧化钠水溶液将氯金酸溶液调节pH值至9.0；

（2）制备芒果皮还原剂取新鲜芒果皮用蒸馏水清洗3次，在80℃的烘箱中干燥，然后粉碎至100目，放入自封袋备用；

（3）制备纳米金颗粒量取（1）制备的氯金酸溶液50mL，加入（2）制备的芒果皮还原剂3g，充分搅拌后，25℃条件下水浴100min，观察溶液颜色，当氯金酸溶液由黄色变为紫红色时，结束反应；采用离心分离的方法，把紫红色的反应产物离心分离，下层为纳米金，上层为氯金酸溶液，取下层液并加入下层液体积3倍的蒸馏水搅拌、离心脱水，按此方法重复2次，将分离得到的下层液在85℃条件下烘干，即得到纳米金颗粒。

对该纳米金颗粒进行透射电镜观察，结果表明，合成的纳米金颗粒多为近似球形，尺寸均一、分散性好、不易团聚，纳米金颗粒粒径分布于15-20nm，平均粒径为17nm。

实施例2

采用本发明的方法制备纳米金。

（1）制备氯金酸溶液首先称取0.041g氯金酸粉末，溶于100mL蒸馏水中，制得1mmol的氯金酸溶液，然后用氢氧化钠水溶液将氯金酸溶液调节pH值至7.0；

（2）制备芒果皮还原剂取新鲜芒果皮用蒸馏水清洗2次，在－80℃的条件下真空冷冻干燥，取冻干粉研磨通过100目筛，放入自封袋备用；

（3）制备纳米金颗粒量取（1）制备的氯金酸溶液50mL，加入（2）制备的芒果皮还原剂1g，充分搅拌后，30℃条件下水浴90min，观察溶液颜色，当氯金酸溶液由黄色变为紫红色时，结束反应；采用离心分离的方法，把紫红色的反应产物离心分离，下层为纳米金，上层为氯金酸溶液，取下层液并加入下层液体积3倍的蒸馏水搅拌、离心脱水，按此方法重复3次，将分离得到的下层液在75℃条件下烘干，即得到纳米金颗粒。

对该纳米金颗粒进行透射电镜观察，结果表明，合成的纳米金颗粒多为近似球形，其尺寸均一、分散性好、不易团聚，较稳定。纳米金颗粒粒径分布于6-10nm，平均粒径为8nm。

实施例3

采用本发明的方法制备纳米金。

（1）制备氯金酸溶液首先称取0.041g氯金酸粉末，溶于100mL蒸馏水中，制得1mmol的氯金酸溶液，然后用氢氧化钠水溶液将氯金酸溶液调节pH值至8.0；

（2）制备芒果皮还原剂将新鲜芒果皮用蒸馏水清洗3次，自然晾干，粉碎通过100目筛，然后按新鲜芒果皮:乙醇:水体积比为1:1.5:1.5的比例混合后回流抽提3h，将抽提液放入4℃冰箱中储藏备用；

（3）制备纳米金颗粒量取（1）制备的氯金酸溶液50mL，加入（2）制备的芒果皮还原剂抽提液10 mL，充分搅拌后，28℃条件下水浴95min，观察溶液颜色，当氯金酸溶液由黄色变为紫红色时，结束反应；采用离心分离的方法，把紫红色的反应产物离心分离，下层为纳米金，上层为氯金酸溶液，取下层液并加入下层液体积3倍的蒸馏水搅拌、离心脱水，按此方法重复2次，将分离得到的下层液在80℃条件下烘干，即得到纳米金颗粒。

对该纳米金颗粒进行透射电镜观察，结果表明，纳米金颗粒多为近似球形，尺寸均一、分散性好、不易团聚，较稳定。纳米金颗粒粒径分布于10-16nm，平均粒径为13nm。

实施例4

采用本发明的方法制备纳米金。

（1）制备氯金酸溶液首先称取0.041g氯金酸粉末，溶于100mL蒸馏水中，制得1mmol的氯金酸溶液，然后用氢氧化钠水溶液将氯金酸溶液调节pH值至8.5；

（2）制备芒果皮还原剂取新鲜芒果皮用双蒸水清洗后，按新鲜芒果皮与双蒸水的体积质量为1：2.5的比例混合后榨成汁，将榨汁放入4℃冰箱中储藏备用；

（3）制备纳米金颗粒量取（1）制备的氯金酸溶液50mL，加入（2）制备的芒果皮还原剂抽提液8 mL，充分搅拌后，26℃条件下水浴100min，观察溶液颜色，当氯金酸溶液由黄色变为紫红色时，结束反应；采用离心分离的方法，把紫红色的反应产物离心分离，下层为纳米金，上层为氯金酸溶液，取下层液并加入下层液体积3倍的蒸馏水搅拌、离心脱水，按此方法重复3次，将分离得到的下层液在85℃条件下烘干，即得到纳米金颗粒。

对该纳米金颗粒进行透射电镜观察，结果表明，纳米金颗粒多为近似球形，纳米金颗粒粒径分布于8-20nm，平均粒径为16nm。

Claims

1.利用芒果皮作还原剂制备纳米金的方法，其特征包括如下步骤：

（1）取氯金酸粉末和蒸馏水，制备1mmol的氯金酸溶液；

2.根据权利要求1所述的利用芒果皮作还原剂制备纳米金的方法，其特征是所述的芒果皮还原剂采用以下方法制备：

将新鲜芒果皮用蒸馏水清洗2－3次，在70－80℃的条件下干燥，粉碎至80-100目，制得芒果皮粉末；

或

将新鲜芒果皮用蒸馏水清洗2－3次，在－70－-80℃的条件下真空冷冻干燥，取冻干粉研磨通过100目筛；

或

将新鲜芒果皮用蒸馏水清洗2－3次，自然晾干，粉碎通过100目筛，然后按新鲜芒果皮:乙醇:水体积比为1:1.5:1.5的比例混合后回流抽提2-3h，将抽提液放入4℃冰箱中储藏；

或

取新鲜芒果皮用双蒸水清洗后，按新鲜芒果皮与双蒸水的体积质量为1：2.5的比例混合后榨成汁，将榨汁放入4℃冰箱中储藏。