CN107640748B

CN107640748B - 一种纳米硒的生物合成方法

Info

Publication number: CN107640748B
Application number: CN201711023976.0A
Authority: CN
Inventors: 杨辉; 苏文; 荆雄; 黄莎莎; 董腾达; 闫晓哲; 彭任芳; 蒲鹏飞
Original assignee: Shaanxi University of Science and Technology
Current assignee: Shaanxi University of Science and Technology
Priority date: 2017-10-27
Filing date: 2017-10-27
Publication date: 2020-12-25
Anticipated expiration: 2037-10-27
Also published as: CN107640748A

Abstract

本发明公开了一种纳米硒的生物合成方法，包括使用纯净的柠檬汁，然后加入亚硒酸，经过磁力搅拌之后，在使用氨水调节其pH，再进行超声震动，然后在水浴加热以及进行磁力搅拌，最后进行离心之后得到纳米硒材料。该方法以亚硒酸和新鲜的柠檬汁为原料，原料为纯植物，并且在温室下即可制备得到纳米硒，该方法绿色环保，反应温和，无需模板和催化剂。

Description

一种纳米硒的生物合成方法

技术领域

本发明属于纳米材料技术领域；具体涉及一种纳米硒的生物合成方法。

背景技术

纳米科学是当今科研领域研究的热点问题之一，纳米材料在光、电、磁等方面具有特殊的性质。例如具有表面效应、小尺寸效应、量子尺寸效应、宏观隧道效应等性质。纳米材料在医药、过滤、催化、橡胶、磁介质、芯片等方面有着广阔的应用前景。

硒是人和动物必需的微量元素之一，与机体的抗氧化能力、免疫功能、抗病毒、抗癌作用等有着密切关系。纳米硒为零价硒，属于无机硒的范畴，其本身具有的纳米尺寸赋予了纳米硒独特的理化性质。与有机硒相比，无机硒纳米硒具有毒性低、生物活性高等特征，是一种很好的免疫调节剂和抗氧化剂，具有防病抗病、延缓衰老等效用，主要应用在动物生产、医药及保健品方面。

纳米硒具有纳米材料的一般物理、化学性质，还可用于光电子器件、颜料制造等领域。由于纳米硒在材料学领域和医学领域的巨大应用前景，纳米硒的合成与研究已引起国内外学者的广泛兴趣。

纳米硒的制备方法很多，主要有三类：化学法、电化学还原方法和生物法。化学法包括载体/模板法、溶胶法、固相法等。现有技术中以桔梗多糖为模板，通过亚硒酸钠与抗坏血酸反应制备纳米硒，粒径约40nm；或者以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为软模板，用抗坏血酸作还原剂还原二氧化硒，利用室温固相法制备了40-80nm的纳米硒。

公开号为：CN 1789113A，发明名称为一种纳米硒溶胶的制备方法的发明专利，提出了将亚硒酸或亚硒酸盐水溶液加入保护剂与还原剂，在超声波处理下制得了确定形状和和粒度的纳米硒，其粒度均匀、形状球形，其颗粒直径约46.246nm。化学法缺点是步骤较多、制备工艺复杂、条件苛刻。

公开号为：CN10277524A，发明名称为电化学还原合成法制备纳米硒的发明专利，采用电化学还原法，其主要在电极表面发生，不可避免的会发生产物沉积，形成较大的颗粒，聚集沉淀的颗粒产物由非晶态转化为晶态。

现有的生物法制备纳米硒的方法是，分离筛选保藏的乳酸菌中筛选出抗高浓度亚硒酸钠还原菌株，然后利用生物法对其亚硒酸钠还原制备纳米硒，粒径基本在50-200nm之间。

现有的生物法制备纳米硒，过程中使用化学试剂、并需要加入模板、催化剂等，操作复杂，需要的条件苛刻，化学试剂会带来污染和环境危害。

发明内容

本发明提供了一种纳米硒的生物合成方法；以亚硒酸和新鲜的柠檬汁为原料，原料为纯植物，并且在温室下即可制备得到纳米硒，该方法绿色环保，反应条件温和，无需模板和催化剂。

本发明的技术方案是：一种纳米硒的生物合成方法，包括以下步骤：

步骤1，取4-10mL的柠檬汁，向柠檬汁中加入1-2mL的亚硒酸，磁力搅拌均匀后，得到产物A，其中亚硒酸的摩尔质量浓度为0.1-0.2mol/L；

步骤2，向产物A中加入氨水，调节产物A的pH为8-9，然后超声震动30-60min，后于20-60℃水浴中加热，并且进行磁力搅拌5-6h，得到红色液体B；

步骤3，将红色液体B在10000-15000r/min的速率下离心，然后用pH为2-3的冰乙酸清洗3-5次，得到沉淀物C。

步骤4，对沉淀物C进行冷冻干燥48-72h，得到纳米硒粉体

更进一步的，本发明的特点还在于：

其中该方法中还包括使用pH为2-3的冰乙酸对步骤3中得到的沉淀物C进行离心清洗，得到红色纳米硒材料。

其中使用冰乙酸离心清洗3-5次。

其中该方法还包括对红色纳米硒材料进行冷冻干燥48-72h，得到纳米硒粉体。

其中所述纳米硒粉体的粒径为5-15nm。

其中所述纳米硒粉体材料为红色。

其中步骤2中氨水的摩尔浓度为0.1-0.5mol/L。

其中步骤1中的柠檬汁为过滤后的柠檬汁。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明采用纯天然绿色植物为原料，不需要添加化学还原剂或分散剂，并且反应条件温和，原料易得，操作简单方便，并且得到的纳米硒产物大小均匀，分散性好。

更进一步的，使用冰乙酸对纳米硒材料进行离心清洗，能够进一步去除纳米硒材料中的果肉等杂质，实现对纳米硒材料的纯化。

更进一步的，通过对纯化的纳米硒材料进行冷冻干燥，使纳米硒材料形成稳定的粉体材质，便于储存以及与其他物质进行合成。

更进一步的，本发明制得的纳米硒粉体材料其粒径能够达到5-15nm，远低于现有技术中的40nm。

更进一步的，采用过滤后的柠檬汁，减少了原材料中的果肉杂质。

附图说明

图1为本发明中得到的纳米硒的透射电镜谱图；

图2为本发明中得到的纳米硒的XRD谱图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明的技术方案进一步说明。

本发明提供了一种纳米硒的生物合成方法，主要包括以下步骤：

步骤1，取4-10mL经过过滤的柠檬汁，向柠檬汁中加入1-2mL浓度为0.1-0.2mol/L的亚硒酸，磁力搅拌均匀之后得到产物A；

步骤2，向产物A中加入摩尔质量浓度为0.1-0.5mol/L氨水，并且调节产物A的pH为8，然后超声震动30-60min，后于20-60℃的条件下水浴加热，同时进行磁力搅拌5-6h，得到红色液体B；

步骤3，将红色液体B在10000-15000r/min的速率下离心并得到沉淀物，该沉淀物即为纳米硒材料，使用pH为2-3的冰乙酸溶液对纳米硒材料沉淀物进行离心清洗3-5次，得到红色沉淀物C；

步骤4，将红色沉淀物C进行冷冻干燥48-72h后，得到红色的纳米硒粉体材料。

本发明得到的纳米硒材料其粒径为5-10nm，如图1所示，该纳米硒材料为球状结构，其粒径在5-15nm之间。

如图2所示，分析本发明得到的纳米硒材料的衍射峰与纳米硒标准图谱吻合良好，因此按照本发明的方法所制备的产物为纳米硒材料。

本发明的具体实施例如下：

实施例1

步骤1，取4mL经过过滤的柠檬汁，向柠檬汁中加入1mL摩尔质量浓度为0.2mol/L的亚硒酸，磁力搅拌均匀之后的到产物A；

步骤2，向产物A中加入摩尔质量浓度为0.1mol/L氨水，并且调节产物A的pH为8-9，然后超声震动30min，然后放置在水浴锅中，并且在20℃的条件下水浴加热，同时进行磁力搅拌6h，得到红色液体B；

步骤3，将红色液体B在10000r/min的速率下进行离心并得到沉淀物，该沉淀物即为纳米硒材料，使用pH为2的冰乙酸溶液对纳米硒材料沉淀物进行离心清洗3次，得到红色沉淀物C；

步骤4，将红色沉淀物C进行冷冻干燥48h后，得到红色的纳米硒粉体材料。

实施例2

步骤1，取10mL经过过滤的柠檬汁，向柠檬汁中加入2mL摩尔质量浓度为0.1mol/L的亚硒酸，磁力搅拌均匀之后的到产物A；

步骤2，向产物A中加入摩尔质量浓度为0.5mol/L氨水，并且调节产物A的pH为9，然后超声震动60min，然后放置在水浴锅中，并且在60℃的条件下水浴加热，同时进行磁力搅拌5h，得到红色液体B；

步骤3，将红色液体B在15000r/min的速率下进行离心并得到沉淀物，该沉淀物即为纳米硒材料，使用pH为2的冰乙酸溶液对纳米硒材料沉淀物进行离心清洗6次，得到红色沉淀物C；

步骤4，将红色沉淀物C进行冷冻干燥72h后，得到红色的纳米硒粉体材料。

实施例3

步骤1，取8mL经过过滤的柠檬汁，向柠檬汁中加入1.5mL摩尔质量浓度为0.15mol/L的亚硒酸，磁力搅拌均匀之后的到产物A；

步骤2，向产物A中加入摩尔质量浓度为0.2mol/L氨水，并且调节产物A的pH为8.5，然后超声震动40min，得到产物B；然后放置在水浴锅中，并且在40℃的条件下水浴加热，同时进行磁力搅拌5.5h，得到红色液体B；

步骤3，将红色液体B在12000r/min的速率下进行离心并得到沉淀物，该沉淀物即为纳米硒材料，使用pH为2.3的冰乙酸溶液对纳米硒材料沉淀物进行离心清洗5次，得到红色沉淀物C；

步骤4，将红色沉淀物C进行冷冻干燥50h后，得到红色的纳米硒粉体材料。

实施例4

步骤1，取7mL经过过滤的柠檬汁，向柠檬汁中加入1.3mL摩尔质量浓度为0.18mol/L的亚硒酸，磁力搅拌均匀之后的到产物A；

步骤2，向产物A中加入摩尔质量浓度为0.4mol/L氨水，并且调节产物A的pH为8，然后超声震动50min，然后放置在水浴锅中，并且在50℃的条件下水浴加热，同时进行磁力搅拌5.6h，得到红色液体B；

步骤3，将红色液体B在14000r/min的速率下进行离心并得到沉淀物，该沉淀物即为纳米硒材料，使用pH为2.5的冰乙酸溶液对纳米硒材料沉淀物进行离心清洗4次，得到红色沉淀C；

步骤4，将红色沉淀物C进行冷冻干燥60h后，得到红色的纳米硒粉体材料。

实施例5

步骤1，取9mL经过过滤的柠檬汁，向柠檬汁中加入1.8mL摩尔质量浓度为0.2mol/L的亚硒酸，磁力搅拌均匀之后的到产物A；

步骤2，向产物A中加入摩尔质量浓度为0.45mol/L氨水，并且调节产物A的pH为9，然后超声震动45min，然后放置在水浴锅中，并且在55℃的条件下水浴加热，同时进行磁力搅拌6h，得到红色液体B；

步骤3，将红色液体B在14500r/min的速率下进行离心并得到沉淀物，该沉淀物即为纳米硒材料，使用pH为2的冰乙酸溶液对纳米硒材料沉淀物进行离心清洗4次，得到红色沉淀物C；

步骤4，将红色沉淀物C进行冷冻干燥66h后，得到红色的纳米硒粉体材料。

实施例6

步骤1，取9mL经过过滤的柠檬汁，向柠檬汁中加入2mL摩尔质量浓度为0.1mol/L的亚硒酸，磁力搅拌均匀之后的到产物A；

步骤2，向产物A中加入摩尔质量浓度为0.4mol/L氨水，并且调节产物A的pH为8，然后超声震动30min，然后放置在水浴锅中，并且在35℃的条件下水浴加热，同时进行磁力搅拌5h，得到红色液体B；

步骤3，将红色液体B在11000r/min的速率下进行离心并得到沉淀物，该沉淀物即为纳米硒材料，使用pH为2.3的冰乙酸溶液对纳米硒材料沉淀物进行离心清洗5次，得到红色沉淀物C；

步骤4，将红色沉淀物C进行冷冻干燥55h后，得到红色的纳米硒粉体材料。

Claims

1.一种纳米硒的生物合成方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，取4-10mL的柠檬汁，向柠檬汁中加入1-2mL的亚硒酸，磁力搅拌均匀后，得到混合溶液A，其中所用亚硒酸的摩尔质量浓度为0.1-0.2mol/L；

步骤2，向A中加入氨水，调节A的pH为8-9，然后超声震动30-60min，然后在20-60℃下水浴加热，并且进行磁力搅拌5-6h，得到红色液体B；

步骤3，将红色液体B在10000-15000r/min的速率下离心，然后用pH为2-3的冰乙酸清洗3-5次，得到沉淀物C；

步骤4，对沉淀物C进行冷冻干燥48-72h，得到纳米硒粉体。

2.根据权利要求1所述的纳米硒的生物合成方法，其特征在于该方法中还包括使用pH为2-3的冰乙酸对步骤3中得到的沉淀物C进行离心清洗，得到红色的纳米硒颗粒。

3.根据权利要求2所述的纳米硒的生物合成方法，其特征在于，使用冰乙酸离心清洗3-5次。

4.根据权利要求1-3任意一项所述的纳米硒的生物合成方法，其特征在于所述纳米硒粉体的粒径为5-15nm。

5.根据权利要求1所述的纳米硒的生物合成方法，其特征在于所述步骤2中氨水的摩尔浓度为0.1-0.5mol/L。

6.根据权利要求1所述的纳米硒的生物合成方法，其特征在于所述步骤1中的柠檬汁为过滤后的柠檬汁。