一種含納米銀無水甘油溶膠及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種穩(wěn)定的含納米銀的無水甘油溶膠及其制備方法，屬納米材料技術(shù)與界面化學(xué)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]納米銀及含有納米銀顆粒的組裝體系在生物活性、電學(xué)、熱學(xué)、光學(xué)、催化等方面均具有優(yōu)異性能，在工業(yè)催化、電子電工、醫(yī)療衛(wèi)生、精細(xì)化工等領(lǐng)域均有廣闊的應(yīng)用前景。特別地，納米銀顆粒具有巨大的表面積，能夠均勻高效持續(xù)不斷地釋放大量活性銀離子(Ag+)，從而具有良好且持久的抗菌效果，是各種護(hù)膚品和化妝品應(yīng)用中的理想抗菌添加劑。當(dāng)前已經(jīng)有許多制備納米銀的方法報(bào)道，其中大多為化學(xué)還原法，在這些方法中，銀鹽與適當(dāng)?shù)倪€原劑在水為溶劑中進(jìn)行反應(yīng)，加入適當(dāng)?shù)谋砻婊钚詣?，可以獲得粒徑在納米尺度的銀單質(zhì)顆粒(張小敏，張振忠，趙芳霞，丘泰，正交設(shè)計(jì)優(yōu)化制備高分散性納米銀粉研究，材料工程，2013，11，38-42;劉艷娥，尹荔松，范海陸，陽素玉，盧玉娥，郭智博，陳起朋，水熱法制備球形納米銀粒子及其表征，材料導(dǎo)報(bào)，2010，24，132-134)，以及形成含有納米銀的水相溶膠體系(駱小紅，姜玉彩，王艷蕾，一種納米銀溶膠的制備方法，中國(guó)發(fā)明專利CN 1669914A ;姜旭紅，李艷，顧傳虎，牛燕燕，納米銀溶膠的制備方法，中國(guó)發(fā)明專利CN 101885072A)。
[0003]甘油是一種無色、無臭、味甜的粘稠狀液體，不僅價(jià)格低廉，還具有良好的吸濕和保濕效果，廣泛用于食品、醫(yī)藥、日用化工等行業(yè)。甘油在較高溫度下具有還原性，能夠還原銀離子為單質(zhì)銀。如韋群燕等報(bào)導(dǎo)了一種采用甘油作為還原劑，加入有機(jī)高分子分散劑，在堿性環(huán)境介質(zhì)下，還原AgNO3水溶液制備納米銀粉的方法(韋群燕，謝剛，楊項(xiàng)軍，李榮興，王宇，陳景，工業(yè)化制備分散性良好的納米銀粉，有色金屬(冶煉部分)，2006，6，46-54);陳建波等報(bào)道以氧化銀(Ag2O)為前驅(qū)體、丙三醇為還原劑，在有聚乙烯吡咯烷酮和無機(jī)堿的水溶液中，采用沉淀轉(zhuǎn)化法制備超細(xì)銀粉(陳建波，李啟厚，李玉虎，劉智勇，劉志宏，以丙三醇為還原劑的沉淀轉(zhuǎn)化法制備超細(xì)銀粉，粉末冶金材料科學(xué)與工程，2013，18，874-881)。
[0004]然而，當(dāng)前在有甘油參與的單質(zhì)銀顆粒制備的報(bào)道中，甘油僅僅作為還原劑，并且在堿性條件下進(jìn)行，溶劑均為水。目前，尚未見在無水甘油體系中納米銀顆粒制備的報(bào)道，也未見以無水甘油為分散介質(zhì)的穩(wěn)定含納米銀溶膠的報(bào)道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明目的在于提供一種穩(wěn)定的含納米銀的無水甘油溶膠及其制備方法，包括無水甘油為分散介質(zhì)，銀單質(zhì)為分散相粒子和聚乙烯吡咯烷酮K30為輔助分散劑，所述含納米銀的無水甘油溶膠的特征在于:
1、所述含納米銀的無水甘油溶膠不含水，外觀為透明、淺黃色的液體，有明顯的丁達(dá)爾效應(yīng)。
[0006]2、所述銀單質(zhì)分散相粒子處于納米尺度，其粒徑范圍為2-70納米，外觀為近球形，能夠在甘油分散介質(zhì)中均勻分散。
[0007]3、該溶膠具有良好的穩(wěn)定性，能夠在室溫和空氣氛圍中存儲(chǔ)一個(gè)月以上，并能夠抵抗小于130°C高溫和100倍水稀釋的作用而不被破壞。
[0008]實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的所采用的技術(shù)方案是:
步驟1:將無水甘油和聚乙烯吡咯烷酮K30以質(zhì)量比20: (0.3~1)混合于一個(gè)圓底燒瓶中，放置在油浴鍋中，加入磁力攪拌子，用磁力攪拌器攪拌，在90°C下加熱20分鐘，令聚乙烯吡咯烷酮K30溶解在無水甘油中形成澄清的甘油溶液。
[0009]步驟2:往步驟I所得的甘油溶液中加入相當(dāng)于甘油質(zhì)量份數(shù)0.259^1%的硝酸銀固體，加熱溫度保持為90°C并繼續(xù)磁力攪拌，令硝酸銀溶解在甘油溶液中形成澄清溶液。
[0010]步驟3:將步驟2形成的澄清溶液升溫到110°C，并在此溫度下磁力攪拌，反應(yīng)
0.5-3小時(shí)，而后冷卻到室溫，即獲得黃色透明的含納米銀的無水甘油溶膠。
[0011]該發(fā)明步驟簡(jiǎn)單，原料成本低廉，技術(shù)難度低，且無任何廢棄物排放，綠色環(huán)保，所得含有納米銀的無水甘油溶膠能夠長(zhǎng)期穩(wěn)定存儲(chǔ)和使用，該溶膠兼具納米銀顆粒的良好殺菌效果，以及甘油的保濕潤(rùn)膚效果，在護(hù)膚品、化妝品、個(gè)人洗護(hù)用品等領(lǐng)域均有良好的應(yīng)用前景。
【附圖說明】
[0012]1.圖1是實(shí)例一中銀單質(zhì)顆粒透射電鏡圖；
2.圖2是實(shí)例二中銀單質(zhì)顆粒透射電鏡圖；
3.圖3是實(shí)例三中銀單質(zhì)顆粒透射電鏡圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]實(shí)施例一、
1、取甘油20g放置在一個(gè)圓底燒瓶中，加入聚乙烯吡咯烷酮K30 0.3g，放置在油浴鍋中，加入磁力攪拌子一個(gè)，用磁力攪拌器攪拌，在90°C下加熱20分鐘，令聚乙烯吡咯烷酮K30溶解在無水甘油中形成澄清的甘油溶液。
[0014]2、往步驟I所得的甘油溶液中加入相當(dāng)于甘油質(zhì)量份數(shù)0.07g硝酸銀固體，加熱溫度保持為90°C并繼續(xù)磁力攪拌，令硝酸銀溶解在無水甘油溶液中形成澄清溶液。
[0015]3、將步驟2形成的澄清溶液升溫到110°C，并在此溫度下磁力攪拌，反應(yīng)0.5小時(shí)，而后冷卻到室溫，即獲得黃色透明的含納米銀的無水甘油溶膠。
[0016]將溶膠中銀單質(zhì)分離后，以透射電子顯微鏡對(duì)所得銀單質(zhì)進(jìn)行測(cè)試，證明所得納米銀顆粒外觀為近球形，顆粒粒徑范圍為2~17納米(見附圖1)。
[0017]實(shí)施例二、
1、取甘油20g放置在一個(gè)圓底燒瓶中，加入聚乙烯吡咯烷酮K30 0.5g，放置在油浴鍋中，加入磁子，用磁力攪拌器攪拌，在90°C下加熱20分鐘，令聚乙烯吡咯烷酮K30溶解在無水甘油中形成澄清的甘油溶液。
[0018]2、往步驟I所得的甘油溶液中加入相當(dāng)于甘油質(zhì)量份數(shù)0.1g的硝酸銀固體，加熱溫度保持為90°C并繼續(xù)磁力攪拌，令硝酸銀溶解在無水甘油溶液中形成澄清溶液。
[0019]3、將步驟2形成的澄清溶液升溫到110°C，并在此溫度下磁力攪拌，反應(yīng)I小時(shí)，而后冷卻到室溫，即獲得黃色透明的含納米銀的無水甘油溶膠。
[0020]將該溶膠中銀單質(zhì)分離后，以透射電子顯微鏡對(duì)所得銀單質(zhì)進(jìn)行測(cè)試，證明所得單質(zhì)銀顆粒外觀為近球形，顆粒粒徑范圍為3~15納米(見附圖2)。
[0021]實(shí)施例三、
1、取甘油20g放置在一個(gè)圓底燒瓶中，加入聚乙烯吡咯烷酮K30 0.3g，放置在油浴鍋中，加入磁子，用磁力攪拌器攪拌，在90°C下加熱20分鐘，令聚乙烯吡咯烷酮K30溶解在無水甘油中形成澄清的甘油溶液。
[0022]2、往步驟I所得的甘油溶液中加入相當(dāng)于甘油質(zhì)量份數(shù)0.1g的硝酸銀固體，加熱溫度保持為90°C并繼續(xù)磁力攪拌，令硝酸銀溶解在無水甘油溶液中形成澄清溶液。
[0023]3、將步驟2形成的澄清溶液升溫到110°C，并在此溫度下磁力攪拌，反應(yīng)3小時(shí)，而后冷卻到室溫，即獲得黃色透明的含納米銀的無水甘油溶膠。
[0024]將該溶膠中銀單質(zhì)分離后，以透射電子顯微鏡對(duì)所得銀單質(zhì)進(jìn)行測(cè)試，證明所得單質(zhì)銀顆粒外觀為近球形，顆粒粒徑范圍為15~70納米(見附圖3)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種含納米銀的無水甘油溶膠，包括無水甘油為分散介質(zhì)，銀單質(zhì)為分散相粒子和聚乙烯吡咯烷酮K30為輔助分散劑，所述含納米銀的無水甘油溶膠的特征在于: 所述含納米銀的無水甘油溶膠不含水，外觀為黃色透明液體，有明顯的丁達(dá)爾效應(yīng)；所述銀單質(zhì)分散相粒子處于納米尺度，其粒徑范圍為2-70納米，外觀為近球形，能夠在甘油分散介質(zhì)中均勻分散。2.如權(quán)利要求1所述的含納米銀的無水甘油溶膠，能夠在室溫和空氣氛圍中長(zhǎng)期穩(wěn)定存儲(chǔ)，并能夠抵抗小于130°C的高溫和100倍量水稀釋的作用而不被破壞。3.一種如權(quán)利要求1所述的含納米銀的無水甘油溶膠的制備方法，其特征在于按照以下步驟進(jìn)行: 步驟1:將無水甘油和聚乙烯吡咯烷酮K30以質(zhì)量比20: (0.3~1)混合于一個(gè)圓底燒瓶中，放置在油浴鍋中，加入磁力攪拌子，用磁力攪拌器攪拌，在90°C下加熱20分鐘，令聚乙烯吡咯烷酮K30溶解在無水甘油中形成澄清的甘油溶液； 步驟2:往步驟I所得的甘油溶液中加入相當(dāng)于甘油質(zhì)量份數(shù)0.25^1%的硝酸銀固體，加熱溫度保持為90°C并繼續(xù)磁力攪拌，令硝酸銀溶解在甘油溶液中形成澄清溶液； 步驟3:將步驟2形成的澄清溶液升溫到110°C，并在此溫度下磁力攪拌，反應(yīng)0.5-3小時(shí)，而后冷卻到室溫，即獲得黃色透明的含納米銀的無水甘油溶膠。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種含納米銀的無水甘油溶膠及其制備方法。該溶膠的特征為：外觀為黃色透明液體，其分散介質(zhì)為無水甘油；分散相粒子為粒度范圍為2-70納米的銀單質(zhì)顆粒，能夠在甘油介質(zhì)中穩(wěn)定分散；輔助分散劑為聚乙烯吡咯烷酮K30。該溶膠的制備方法為：首先將無水甘油和聚乙烯吡咯烷酮K30混合于圓底燒瓶中，加熱形成澄清的甘油溶液，然后往此溶液中加入固體硝酸銀，以磁力攪拌器攪拌溶解后，升溫到一定溫度下繼續(xù)攪拌反應(yīng)，冷卻后即獲得含納米銀的無水甘油溶膠。本發(fā)明工藝簡(jiǎn)單，成本低廉，所得溶膠具有良好的穩(wěn)定性，能夠在室溫和空氣氛圍中存儲(chǔ)。
【IPC分類】B82Y30/00, B22F1/00, B82Y40/00, B22F9/24
【公開號(hào)】CN105215348
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510682761
【發(fā)明人】易和平, 陳碩平, 宋保輝, 方亮
【申請(qǐng)人】桂林理工大學(xué)
【公開日】2016年1月6日
【申請(qǐng)日】2015年10月21日