CN111804927A - 纳米银粒子、多孔性材料组合物及其制备方法 - Google Patents

纳米银粒子、多孔性材料组合物及其制备方法 Download PDF

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CN111804927A
CN111804927A CN201910283684.3A CN201910283684A CN111804927A CN 111804927 A CN111804927 A CN 111804927A CN 201910283684 A CN201910283684 A CN 201910283684A CN 111804927 A CN111804927 A CN 111804927A
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Abstract

本申请提供一种纳米银粒子、包含其的多孔性材料组合物及其制备方法。所述纳米银粒子的制备方法为：(a)将含银盐类前驱物与保护剂混合形成第一混合液；(b)将有机还原剂加入所述第一混合液中形成第二混合液，所述有机还原剂将所述含银盐类前驱物还原成纳米银粒子；及(c)将碱性剂加入含有所述纳米银粒子的第二混合液中。所述多孔性材料组合物包含：多孔性材料及纳米银粒子，所述纳米银粒子附着于所述多孔性材料的外表面及内表面。通过如上所述的纳米银粒子及包含其的多孔性材料组合物，可以解决使用者在使用含有现有纳米银粒子的产品时可能危害其健康的问题。

Description

纳米银粒子、多孔性材料组合物及其制备方法
技术领域
本申请涉及一种纳米银粒子、包含其的多孔性材料组合物及其制备方法，尤其是一种具有抑菌效果的纳米银粒子。
背景技术
金属为常用的抗菌材料之一，例如：金(Au)、银(Ag)、汞(Hg)、铅(Pb)、镍(Ni)、铜(Cu)、锌(Zn)等。然而，汞和铅会对人体健康产生危害，铜则会因氧化反应产生铜绿，铜绿也为一种有毒物质；锌的抑菌效果较弱，上述金属材料基于上述原因使其应用范围受限；金则因其高昂的价格使得金在实际应用上因成本过高而让应用效益较低。考量到前述金属材料的应用限制，因此，目前银为相较于其他金属材料成为应用范围较广的金属抗菌材料。
近年来的研究显示，纳米级的银粒子因其粒径小，使其表面积增加，当银粒子的表面积增加时将使得银粒子的活性提高，因而极易释放出活性银离子，活性银离子能够吸引细菌体内酶蛋白上的硫氢基(-SH)并与硫氢基结合，使得含有硫氢基(-SH)的酵素失去活性，进而导致细菌凋零死亡。另一方面，带正电荷的银离子在接触到带负电荷的细菌后会相互吸附，借此破坏细菌的细胞壁并进入细菌体内，干扰细菌的细胞生理运作，让细菌无法代谢和繁殖，最终造成细菌凋零死亡。当细菌被银离子杀死后，银离子又可以从死亡细菌其破碎的细胞壁中游离出来，持续与其它活体细菌结合作用，故纳米银粒子具有抗菌、灭菌、抑制霉菌生长的效果。
然而，目前纳米银粒子的制备大多采化学合成方式制得，在纳米银粒子的制备过程中会用到化学还原剂，化学还原剂除了对于环境会造成污染，并且化学还原剂也会残留在纳米银粒子上。当将以化学合成方式制备的纳米银粒子应用于会与人体接触的杀菌产品或可抑菌产品时，可能也会让残留的化学还原剂与人体接触，因此，使用者在使用含有现有纳米银粒子的产品时可能危害其健康。
发明内容
本发明的目的即针对上述问题，提供一种纳米银粒子的制备方法，其包含下列制备步骤：(a)将含银盐类前驱物与保护剂混合形成第一混合液，所述保护剂用于稳定由所述含银盐类前驱物所生成的纳米银粒子的结构及粒径大小；(b)将有机还原剂加入所述第一混合液中形成第二混合液，所述有机还原剂将所述含银盐类前驱物还原成纳米银粒子；及(c)将碱性剂加入含有所述纳米银粒子的第二混合液中。
如上所述的制备方法，其中所述第二混合液的pH值为8-12。
如上所述的制备方法，其中所述含银盐类前驱物选自由硝酸银、氯化银、草酸银及醋酸银所组成的组。
如上所述的制备方法，其中所述有机还原剂选自由葡萄糖、蔗糖、麦芽糖、淀粉、儿茶素、抗坏血酸及没食子酸所组成的组。
如上所述的制备方法，其中所述有机还原剂的浓度为2～15mM。
为达上述目的及其他目的，本发明提供一种以上述纳米银粒子的制备方法所制得的纳米银粒子。
为达上述目的及其他目的，本发明提供一种多孔性材料组合物，包含：多孔性材料；及纳米银粒子，其附着于所述多孔性材料的外表面及内表面；其中，所述纳米银粒子附着于所述多孔性材料的外表面及内表面的附着面积与所述多孔性材料组合物的表面积的比值为0.65～0.83。
如上所述的多孔性材料组合物，其中所述多孔性材料选自由片状无机粘土、多孔性炭材、多孔性金属材及多孔性无机材料所组成的组。
为达上述目的及其他目的，本发明提供一种多孔性材料组合物的制备方法，其包含下列步骤：(a)将含银盐类前驱物溶液、保护剂与多孔性材料混合反应形成第一反应物，所述保护剂用于稳定由所述含银盐类前驱物所生成的纳米银粒子的结构及粒径大小；(b)使所述含银盐类前驱物附着于所述多孔性材料的外表面及内表面上；(c)将有机还原剂加入所述第一反应物中形成第二反应物，所述有机还原剂将所述含银盐类前驱物还原成纳米银粒子；及(d)将碱性剂加入所述第二反应物中。
如上所述的制备方法，其中所述有机还原剂的浓度为2～15mM。
借由如上所述的纳米银粒子、包含其的多孔性材料组合物及其制备方法，可以制备出不会残留化学还原剂的纳米银粒子及包含其的多孔性材料组合物，解决现有纳米银粒子通过化学合成方式制备而得，让使用者在使用含有现有纳米银粒子的产品时可能危害其健康的问题。
附图说明
图1为本发明实施例的纳米银粒子制备流程图。
图2为本发明实施例的纳米银粒子粒径分布图。
图3为本发明实施例的纳米银粒子波长及吸光值分布图。
图4为本发明实施例的纳米银粒子晶体结构的入射角度分布图。
图5为本发明实施例的纳米银粒子抑菌效果示意图。
图6为本发明实施例的纳米银粒子细胞活性测试结果图。
图7为本发明实施例的多孔性材料组合物制备流程图。
图8为本发明实施例的多孔性材料组合物抑菌效果测试结果图。
图9为本发明实施例的多孔性材料组合物的微观示意图。
图10示出图9中的多孔性材料组合物的能量色散X-射线光谱图。
图11为本发明实施例的另一多孔性材料组合物的微观示意图。
图12示出图11中的多孔性材料组合物的能量色散X-射线光谱图。
图13为本发明实施例的另一多孔性材料组合物的微观示意图。
图14示出图13中的多孔性材料组合物的能量色散X-射线光谱图。
附图标记：
S1～S3 步骤
S11～S15 步骤
具体实施方式
为了充分了解本申请的目的、特征及功效，通过下述具体的实施例，并配合所附的附图，对本申请做一详细说明，说明如下：
纳米银粒子制备方法：
如图1所示，在本实施例中，纳米银粒子的制备过程包含下列步骤。
步骤(S1)：在避光环境下将体积为1ml且浓度为4mg/ml的含银盐类前驱物硝酸银(AgNO3)溶液与体积为1ml且浓度为20mg/ml的聚乙烯吡咯烷酮(Polyvinylpyrrolidone,PVP)溶液加入至装有18ml纯水溶液的血清瓶中形成第一混合液，并在血清瓶中放入磁石，磁石以600rpm转速进行搅拌约略10分钟，直到所述第一混合液均匀混合。在步骤(S1)中，聚乙烯吡咯烷酮是作为保护剂，在本实施例中，保护剂是用于稳定纳米银粒子的结构及维持纳米银粒子的粒径大小在特定范围内。
步骤(S2)：在避光环境下，将1ml浓度为9.375mM的没食子酸溶液加入所述第一混合液中形成第二混合液，磁石以600rpm转速进行搅拌约略5分钟，使硝酸银还原成纳米银粒子。在步骤(S2)中，没食子酸是作为有机还原剂。
步骤(S3)：将130μl浓度为1M的氢氧化钠(NaOH)加入所述第二混合液中，将所述第二混合液的pH值调整至pH值11的碱性状态，以使聚乙烯吡咯烷酮可以稳定纳米银粒子的结构。在步骤(S3)中，氢氧化钠是作为稳定纳米银粒子结构与使纳米银粒子分散性更佳的碱性剂的用途。
在本实施例的纳米银粒子的制备过程中，所使用的含银盐类前驱物为硝酸银，但在其他实施例中，含银盐类前驱物可以选自由硝酸银(AgNO3)、氯化银(AgCl)、草酸银(Ag2C2O4)及醋酸银(AgC2H3O2)所组成的组，或是其他含银盐类前驱物，而不以本实施例为限。
在本实施例的纳米银粒子的制备过程中，为避免硝酸银的分解故在避光环境下进行，但在其他实施例的制备过程中仍可以其他方式避免硝酸银的分解，而不以本实施例为限。
在本实施例中所使用的保护剂为聚乙烯吡咯烷酮，但在其他实施例中，保护剂可以为天然胶体或合成胶体，例如，保护剂可以选自由明胶(Gelatin)、海藻酸钠(Alginate)、洋菜胶(Agar)、几丁聚醣(Chitosan)、卵磷脂(Lecithin)、透明质酸(Hyaluronic acid,HA)、聚乙烯醇(Polyvinyl alcohol,PVA)、聚丙烯酰胺(Polyacrylamide,PAM)、聚乙二醇(Polyethylene glycols,PEG)、聚乙烯吡咯烷酮(Polyvinylpyrrolidone，PVP)所组成的组，或是其他可用于稳定纳米银粒子的结构及纳米银粒子的粒径大小的成分，而不以本实施例为限。
在文献(W.Phae-ngam et al.(2017).One-step green synthesis of chitosan-silver nanoparticles.Suan Sunandha Science and Technology Journal 10.14456/ssstj.2017.3)中有提到以几丁聚醣作为保护剂；在文献(K.Shameli et al.(2012).Synthesis and Characterization of Polyethylene Glycol Mediated silverNanoparticles by the Green Method.Int J Mol Sci.13(6):6639–6650.)中有提到以聚乙二醇作为保护剂。
在本实施例中所使用的有机还原剂为没食子酸，没食子酸在体外对金黄色葡萄球菌、肺炎克雷伯菌、鲍曼不动杆菌、绿脓杆菌、大肠杆菌等细菌具有抑制作用。并且，没食子酸的毒性对于纤维化细胞、癌细胞有较强反应，可以有效毒杀包括乳癌、血癌、胃癌及肺癌等多种癌细胞，而没食子酸遇到正常的细胞，其毒性就会变的很弱。因此，本实施例中以没食子酸还原的纳米银粒子，可以通过其粒子表面上的没食子酸进一步加强抑菌或杀菌效果。
但在其他实施例中，有机还原剂可以选自由葡萄糖(Glucose)、蔗糖(Sucrose)、麦芽糖(Maltose)、淀粉(Starch)、儿茶素(Catechin)、抗坏血酸(Ascorbic acid)及没食子酸(Gallic acid)所组成的组，或是其他可用于还原含银盐类前驱物的有机还原剂，而不以本实施例为限。
在文献(Y.Qin et al.(2010).Size control over spherical silvernanoparticles by ascorbic acid reduction.Colloids and Surfaces A:Physicochem.Eng.Aspects 372 172–176)中有提到以抗坏血酸作为有机还原剂；在文献(Yakout SM et al.(2015).A novel green synthesis of silver nanoparticles usingsoluble starch and its antibacterial activity.Int J Clin Exp Med.2015；8(3):3538–3544.)中有提到以淀粉作为有机还原剂。
在本实施例的步骤(S1)中，含银盐类前驱物硝酸银溶液与聚乙烯吡咯烷酮溶液的浓度仅为一示例，在其他实施例中，含银盐类前驱物硝酸银溶液与聚乙烯吡咯烷酮溶液的浓度可视其他制备条件进行调整，并且所述第一混合液的混合反应时间亦可视其他制备条件进行调整，皆不以本实施例为限。
在本实施例的步骤(S2)中，9.375mM的没食子酸的浓度可调整为2～15mM(例如2mM、2.5mM、3mM、3.5mM、4mM、4.5mM、5mM、5.5mM、6mM、6.5mM、7mM、7.5mM、8mM、8.5mM、9mM、9.375mM、9.5mM、10mM、10.5mM、11mM、11.5mM、12mM、12.5mM、13mM、13.5mM、14mM、14.5mM、15mM)或是其他浓度范围，没食子酸的浓度可视加入的没食子酸溶液体积及其他制备条件而调整，只要可使硝酸银还原成纳米银粒子即可，而不以本实施例为限。
在本实施例的步骤(S3)中，所述第二混合液的pH值调整至pH 11，但在其他实施例中，所述第二混合液的pH值范围可为pH 8-12，例如，pH 8、pH 8.5、pH 9、pH 9.5、pH 10、pH10.5、pH 11、pH 11.5、pH 12，以使保护剂可以稳定纳米银粒子的结构。在本实施例的步骤(S3)中所使用的碱性剂也可以氢氧化钾等其他碱性溶液取代，并且在本实施例的步骤(S3)中，碱性剂的浓度和体积可视制备需求而调整，不以本实施例为限。
纳米银粒子粒径测定：
利用粒径分析仪测定以本实施例中纳米银粒子制备方法制得的纳米银粒子粒径大小。测定结果如图2所示，所述纳米银粒子的粒径大小介于10～100nm之间。
纳米银粒子波长及吸光值测定：
利用全波长萤光冷光酵素免疫分析仪(ELISA reader)对本实施例中的纳米银粒子进行全波长扫描，测定所述纳米银粒子的波长及吸光值。测定结果如图3所示，由检测结果可以得知本实施例中的纳米银粒子在波长400～410nm有特定吸收光谱，400～410nm为一般纳米银粒子的正常波长范围。
纳米银粒子晶体结构分析：
利用X-光绕射仪(X-ray diffractometer,XRD)分析本实施例中的纳米银粒子的晶体结构。首先准备分析用试片，试片准备方法为取适量烘干的纳米银粒子粉末粘着于1平方公分玻璃薄片上而制成试片。接着，将试片置于XRD机台中，测量35至80度的峰值分布，并对照JCPDS(Joint Committee on Powder Diffraction Standard)卡确认所呈现的数值是否为银(Ag)，X光光源为Cu-Kα辐射光源，波长为0.154nm，工作电流及电压分别为200mA及50kV。检测结果如图4所示，(111)、(200)、(220)、(311)晶体结构的入射角度2Theta分别为38.23度、44.42度、64.59度、77.27度，上述2Theta数值与一般纳米银粒子的晶体结构所测得的2Theta数值大致相符。
纳米银粒子抑菌测试：
以大肠杆菌(Escherichia coli,E.coli)为菌源测试本实施例中的纳米银粒子的抑菌效果。首先，先将大肠杆菌培养于LB培养基中，并用接种棒挑出单一菌落接种于装有100ml LB液体培养基的锥形瓶中，接着将锥形瓶放入培养箱中，以恒温37℃、转速150rpm培养10小时后，再将锥形瓶从培养箱中取出，从锥形瓶取出菌液，以分光光度计(UV-Vis)测量菌液在O.D600的吸光值，所测得的数值为0.06。
接着，准备四根14ml的无菌培养管，各培养管内倒入1ml前述对照组的大肠杆菌菌液，其中一根培养管内仅含有大肠杆菌菌液以作为对照组，其他三根培养管内分别加入1ml浓度为400μg/ml(400ppm)的纳米银粒子溶液以作为实验组，实验组中的纳米银粒子皆以本实施例中前述的纳米银粒子制备方法所制得，三个实验组样本中的纳米银粒子彼此之间差别在于纳米银粒子制备过程中所使用的没食子酸浓度，没食子酸浓度分别为5mM、9.375mM及11mM，三个实验组样本依据其中纳米银粒子制备过程所使用的没食子酸浓度5mM、9.375mM及11mM，由浓度低到浓度高依序编号为实验组1、实验组2及实验组3，再将实验组1-3放入培养箱中以恒温37℃、转速150rpm进行培养20小时，并且在实验组1-3放入培养箱后第2、4、6、20小时的四个时间点，分别取其菌液以分光光度计(UV-Vis)在O.D600条件下测定其吸光值变化。
本实施例的纳米银粒子抑菌测试结果如图5所示，对照组于第20小时的O.D600吸光值为1.917，实验组1-3于第20小时的O.D600吸光值分别为0.446、0.249、0.819；由此可知通过没食子酸制得的纳米银粒子具有良好的抗菌效果，其中以浓度为9.375mM的没食子酸制得的纳米银粒子其具有较佳的抗菌效果。亦即，本实施例的纳米银粒子可具有抗菌、杀菌以及去除由微生物所产生的臭味的功能。此外，一般而言，纳米银粒子也具有抑制霉菌的防霉效果。
纳米银粒子细胞活性测试：
首先，准备12孔微量培养板(Microplates)，先选择培养板中的三孔分别加入1ml的皮肤纤维母细胞(NIH/3T3)的细胞液(以DMEM培养液进行培养)作为对照组样本，并且再选择培养板中的另外三孔分别加入1ml的NIH/3T3细胞液以及浓度为1μg/ml(1ppm)的本实施例的纳米银粒子作为实验组样本。然后将前述12孔微量培养板放入环境为37℃、5％CO2的细胞培养箱中培养12小时，直到细胞贴附成长至每孔内含有五成细胞量(每孔约含有0.15×106)。12孔微量培养板在细胞培养箱中培养12小时后，从细胞培养箱中取出，并且在含有对照组样本及实验组样本的各孔中加入1.5ml浓度为0.5mg/ml的四甲基偶氮唑盐溶液(MTT,3-(4,5-Dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyltetrazoliumbromide)，加入前述MTT溶液的12孔微量培养板放回到环境为37℃、5％CO2的细胞培养箱中培养3小时后再取出，并加入500μl/well(500μl/孔)的99.5％二甲基亚砜(DMSO)到含有对照组样本及实验组样本的各孔中，以溶解细胞毒性测试所生成的甲(Formazan)结晶。最后，使用全波长萤光冷光酵素免疫分析仪(ELISA reader)针对对照组样本及实验组样本进行扫描，于波长560nm条件下侦测吸光值，以计算细胞活性。
实验结果如图6所示，实验组样本中的细胞活性可达100％以上，由上述纳米银粒子细胞活性测试结果可推知，当本实施例的纳米银粒子用于制作成杀菌用品或可抑菌用品时，在一般使用情况下不会对人体皮肤造成伤害。
多孔性材料组合物制备方法：
如图7所示，在本实施例中，多孔性材料组合物的制备过程包含下列步骤。
步骤(S11)：在避光环境下将体积为1ml且浓度为4mg/ml的含银盐类前驱物硝酸银溶液、0.15g直径为5mm的云母石与体积为1ml且浓度为20mg/ml的聚乙烯吡咯烷酮溶液加入至装有18ml纯水溶液的血清瓶中共同形成第一反应物，并在血清瓶中放入磁石，磁石以600rpm转速进行搅拌约略10分钟，使硝酸银溶液、云母石及聚乙烯吡咯烷酮溶液彼此能够充分反应。在步骤(S11)中，聚乙烯吡咯烷酮是作为保护剂。云母石为一种多孔性材料，在步骤(S11)中是作为多孔性材料组合物的载体。
步骤(S12)：在避光且保持恒温温度25℃的环境下，让云母石静置浸泡于前述硝酸银溶液及聚乙烯吡咯烷酮溶液的混合液中60分钟，使硝酸银附着于云母石的外表面及形成孔洞的内表面上。
步骤(S13)：在避光环境下，将1ml浓度为9.375mM的没食子酸溶液加入所述第一反应物中形成第二反应物，磁石以600rpm转速进行搅拌约略5分钟，让没食子酸将硝酸银还原成纳米银粒子。在步骤(S13)中，没食子酸溶液是作为有机还原剂。
步骤(S14)：将130μl浓度为1M的氢氧化钠加入所述第二反应物中，磁石以800rpm转速进行搅拌，将所述第二反应物中的溶液pH值调整至pH值11的碱性状态，以使聚乙烯吡咯烷酮可以稳定纳米银粒子的结构，并使纳米银粒子固着于云母石的外表面及形成孔洞的内表面上，如此一来，便可制得含有纳米银粒子的多孔性材料组合物。本实施例的多孔性材料组合物中所含有的纳米银粒子形成的过程，与前述纳米银粒子制备方法中的纳米银粒子形成的过程相同，因此，本实施例的多孔性材料组合物中也具有抗菌、杀菌、防霉及除臭的功能。此外，在步骤(S14)中，氢氧化钠是作为稳定纳米银粒子结构的碱性剂的用途。
步骤(S15)：将在步骤(S14)中制得的多孔性材料组合物放入50ml水中加热至60℃持续10分钟以去除杂质，接着从水中取出所述多孔性材料组合物，再放入烘箱中以70℃的温度烘干来去除水分，所述多孔性材料组合物烘1小时后取出冷却。步骤S15仅用于让所述多孔性材料组合物便于进行后续的加工制程，而非制备所述多孔性材料组合物的必要步骤。
在上述的多孔性材料组合物制备方法中所用到的与形成纳米银粒子有关的各项实验材料及实验条件，皆可参照前述的纳米银粒子制备方法进行调整。
在上述多孔性材料组合物制备方法中所使用的多孔性材料为云母石，但在其他实施例中，所述多孔性材料亦可选自由片状无机粘土、多孔性炭材、多孔性金属材及多孔性无机材料所组成的组，片状无机粘土可为陶瓷、蒙脱土(Montmorillonite)、云母石(Micastone)、高岭土(Kaolinite)、滑石(soapstone)、凹凸棒土(Attapulgite)及层状双氢氧化物(LDH)等；多孔性炭材可为椰壳活性碳(Active charcoal)、竹炭(Bamboo charcoal)、木炭(charcoal)、备长炭(Bincho Charcoal)等；多孔性无机材料可为硅藻土(DiatomaceousEarth)、藻土(Algae)等；多孔性金属材可为钛材，所述多孔性材料亦可选择其他可供纳米银粒子附着的多孔性材料，而不以本实施例为限。
多孔性材料组合物表面积分析：
在本实施例中，通过表面积及孔径分析仪(Micromeritics ASAP 2020)来测量纳米银粒子附着于多孔性材料的外表面及内表面的附着面积与多孔性材料组合物的表面积的比值。
表面积及孔径分析仪的原理为利用气体于固体表面的吸附特性，将待测固体样品称为吸附剂(adsorbent)，而气体分子称为吸附质(Adsorbate)，在一定的压力下，吸附剂表面在低温下会对吸附质进行可逆的物理吸附，当吸附达到平衡时，测量其平衡的吸附压力和气体吸附量，将结果利用BET的公式(Brunauer-Emment-Teller)计算出样品的表面积。
在此实验中，首先，先准备一个0.25g的直径为7mm的陶瓷圆球(陶瓷材料亦为一种多孔性材料)作为对照组待测样品，再将对照组样品放入试料管中，同时试料管内进行除气(Degas)的动作，试料管以10℃/min的升温速率加热至300℃，并维持于300℃经过12小时，将对照组样品中的水分及吸附于其中的杂质去除，以降低误差。接着将试料管移往分析处，分析时将试料管浸渍于液氮中，并于试料管内填充定量的氮气，进行不同相对压力下的氮气吸附量分析，所得分析结果经由BET方法(Brunauer-Emment-Teller)计算出对照组样品的表面积。
接着，再将前述的陶瓷圆球以前述的多孔性材料组合物制备方法，制成含有纳米银离子的多孔性材料组合物，以作为实验组待测样品，实验组待测样品依据前述对照组样品的测试方法，取得实验组样品的表面积。
对照组样品的表面积约为2.5～3m2/g，实验组样品的表面积约为1.2～2m2/g，由此可推知，纳米银粒子附着于多孔性材料的外表面及内表面的附着面积与多孔性材料组合物的表面积的比值为：(对照组样品的表面积-实验组样品的表面积/实验组样品的表面积)，由上述公式可以得到纳米银粒子的附着面积与多孔性材料组合物的表面积的比值约为0.65～0.83。也就是说，通过本实施例的多孔性材料组合物制备方法所制得的多孔性材料组合物，其纳米银粒子的附着面积与多孔性材料组合物的表面积的比值约为0.65～0.83。虽然，在上述表面积分析试验中是以陶瓷圆球作为多孔性材料测试样本，但以云母石及其他多孔性材料通过本实施例的多孔性材料组合物制备方法所制得的多孔性材料组合物，其纳米银粒子的附着面积与多孔性材料组合物的表面积的比值也在0.65～0.83的范围内。
多孔性材料组合物吸附物质测试：
在本实施例中，通过感应耦合电浆原子发射光谱仪(ICP-OES)来检测多孔性材料组合物可吸附的物质及吸附量。
首先，利用与前述多孔性材料组合物表面积分析方法中所提供的多孔性材料组合物制备方法，将五颗0.25g的直径为7mm的陶瓷圆球制备为本实施例的含有纳米银离子的多孔性材料组合物。接着，分别配制含有铅(Pb)、铜(Cu)、汞(Hg)、镉(Cd)、砷(As)金属的五种溶液，上述金属溶液的体积为50ml，上述金属溶液中的金属浓度皆为0.1μg/ml(100ppb)。再将上述五颗本实施例的含有纳米银离子的多孔性材料组合物分别浸入上述五种金属溶液中，并静置经过30分钟，此时，浸有多孔性材料组合物的上述金属溶液的浓度下降至70～90ppb。由上述实验结果可以得知，以前述陶瓷圆球所制成的含有纳米银离子的多孔性材料组合物可以吸附10～30ppb含铅、铜、汞、镉、砷的物质。
上述金属溶液的浓度通过感应耦合电浆原子发射光谱仪(ICP-OES)(厂牌为Perkin Elmer；型号为Optima 7000DV)计算分析而得，以感应耦合电浆原子发射光谱仪分析金属溶液浓度的操作过程如下所示：待测定的溶液先以雾化系统或雾化器雾化，并在其中转化为气溶胶；接着将雾化的溶液(气溶胶)送入感应耦合电浆原子发射光谱仪中，气溶胶的一部分细微颗粒由氩气载入电浆的环形中心，气溶胶的另一部分较大颗粒则被排出；进入电浆的气溶胶在高温的作用下，会经过蒸发、干燥、分解、原子化和电离的过程；前述原子化和电离过程中所产生的原子和离子被激发，并发射出各种特定波长的光；最后经光学系统让特定波长的光照射到探测器上，产生电信号回传到电脑中，电脑将前述电信号与标准电信号相比较，从而计算出溶液的浓度。
多孔性材料组合物抑菌效果测试：
首先，将大肠杆菌培养于LB培养基中，并用接种棒挑出单一菌落接种于装有30mlLB液体培养基的锥形瓶中，接着将锥形瓶放入培养箱中，以恒温37℃、转速150rpm培养10小时后，再将锥形瓶从培养箱中取出，从锥形瓶中取出大肠杆菌菌液，以分光光度计(UV-Vis)测量菌液在O.D600的吸光值，所测得的数值为0.65。接着，从前述装有30ml LB液体培养基的锥形瓶中取出200μl大肠杆菌菌液并均匀涂抹于固态琼脂上，再将0.15g、直径为5mm的云母石依据前述本实施例的多孔性材料组合物制备方法制成多孔性材料组合物A(多孔性材料组合物A其表面附着有100ppm以本实施例的制备方法制成的纳米银粒子)，并将多孔性材料组合物A放置于涂布有大肠杆菌菌液的固态琼脂上以作为待测样品，所述待测样品放入培养箱中在37℃环境下培养18小时后，开始观察所述待测样品周围的抑菌圈直径(zone ofinhibition)生成情形并测量抑菌圈直径，抑制圈直径愈大代表抑菌效果愈佳。
测试结果如图8所示，在培养18小时后(图8中第0天处)发现包含抑制圈直径为11mm；经培养14天后抑制圈直径为10.5mm，其结果显示本实施例的多孔性材料组合物的抑菌效果佳且持久。
图9示出取云母石以本实施例的多孔性材料组合物制备方法所制成的多孔性材料组合物在电子显微镜下所观测到的影像。图10示出图9中的多孔性材料组合物的能量色散X-射线光谱(Energy Dispersive X-Ray Spectroscopy,EDS)图，在图10中3keV位置有银(Ag)的元素讯号产生，由此可进一步确知图10中的多孔性材料组合物中有纳米银粒子的存在。
图11示出取钛材以本实施例的多孔性材料组合物制备方法所制成的多孔性材料组合物在电子显微镜下所观测到的影像。图12示出图11中的多孔性材料组合物的能量色散X-射线光谱图，在图12中3keV位置有银的元素讯号产生，由此可进一步确知图11中的多孔性材料组合物中有纳米银粒子的存在。
图13示出取多孔性碳材以本实施例的多孔性材料组合物制备方法所制成的多孔性材料组合物在电子显微镜下所观测到的影像。图14示出图13中的多孔性材料组合物的能量色散X-射线光谱图，在图14中3keV位置有银的元素讯号产生，由此可进一步确知图13中的多孔性材料组合物中有纳米银粒子的存在。
此外，本实施例的纳米银粒子及多孔性材料组合物可以制作成各式产品，例如：滤材，以本实施例的纳米银粒子及多孔性材料组合物所制成的产品不会有化学物质残留且其制成产品废弃后可回收再利用，符合绿色环保的要求。
上述由利用天然还原剂进行还原的制程所制得的纳米银粒子及多孔性材料组合物，可以制备出不会残留化学还原剂的纳米银粒子及包含其的多孔性材料组合物，解决现有纳米银粒子通过化学合成方式制备而得，让使用者在使用含有现有纳米银粒子的产品时可能危害其健康的问题。此外，本实施例中以没食子酸还原的纳米银粒子，可以通过其粒子表面上的没食子酸进一步加强抑菌或杀菌效果。
本申请在上文中已以优选实施例揭露，然而本领域技术人员应理解的是，所述实施例仅用于描绘本申请，而不应解读为限制本申请的范围。应注意的是，凡是与所述实施例等效的变化与置换，均应设为涵盖于本申请的范围内。因此，本申请的保护范围当以权利要求书所界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种纳米银粒子的制备方法，其特征在于，包含下列步骤：
(a)将含银盐类前驱物与保护剂混合形成第一混合液，所述保护剂用于稳定由所述含银盐类前驱物所生成的纳米银粒子的结构及粒径大小；
(b)将有机还原剂加入所述第一混合液中形成第二混合液，所述有机还原剂将所述含银盐类前驱物还原成纳米银粒子；及
(c)将碱性剂加入含有所述纳米银粒子的第二混合液中。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述第二混合液的pH值为8-12。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述含银盐类前驱物选自由硝酸银、氯化银、草酸银及醋酸银所组成的组。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述有机还原剂选自由葡萄糖、蔗糖、麦芽糖、淀粉、儿茶素、抗坏血酸及没食子酸所组成的组。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述有机还原剂的浓度为2～15mM。
6.一种纳米银粒子，其特征在于，是以根据权利要求1至5中任一项所述的制备方法所制得。
7.一种多孔性材料组合物，其特征在于，包含：
多孔性材料；及
纳米银粒子，其附着于所述多孔性材料的外表面及内表面；
其中，所述纳米银粒子附着于所述多孔性材料的外表面及内表面的附着面积与所述多孔性材料组合物的表面积的比值为0.65～0.83。
8.根据权利要求7所述的多孔性材料组合物，其特征在于，所述多孔性材料选自由片状无机粘土、多孔性炭材、多孔性金属材及多孔性无机材料所组成的组。
9.一种多孔性材料组合物的制备方法，其特征在于，包含下列步骤：
(a)将含银盐类前驱物溶液、保护剂与多孔性材料混合反应形成第一反应物，所述保护剂用于稳定由所述含银盐类前驱物所生成的纳米银粒子的结构及粒径大小；
(b)使所述含银盐类前驱物附着于所述多孔性材料的外表面及内表面上；
(c)将有机还原剂加入所述第一反应物中形成第二反应物，所述有机还原剂将所述含银盐类前驱物还原成纳米银粒子；及
(d)将碱性剂加入所述第二反应物中。
10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述有机还原剂的浓度为2～15mM。
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