一种稳定的低硼纳米银溶胶及其制备方法

1.本发明涉及纳米金属溶胶技术领域，尤其涉及一种稳定的低硼纳米银溶胶及其制备方法。

背景技术：

2.纳米银具有纳米材料的小尺寸效应、表面效应、量子尺寸效应、宏观量子隧道效应等许多宏观材料所不具备的特殊的性质，这使纳米银具有高的比表面积、强的活性等特点，已被广泛应用于各种抗霉抗菌材料、催化剂、电极材料等领域。
3.纳米银的制备方法可以分为物理法、生物法和化学法。物理方法需要激光、电弧高频感应或者电子束照射等，制备的纳米银材料纯度高，粒径可控，但是技术复杂，化学法主要包括微乳液法、水热合成法和化学还原法等，化学还原法由于原理简单、操作方便得到广泛使用，抗坏血酸和葡萄糖等还原剂由于还原性较弱，通常添加量过多，硼氢化钠由于具有优越的还原性，常常被用来制备纳米银溶胶，然而申请人发现该方法制备后会得到的富含硼元素的纳米银溶胶。硼是植物生长所必需的微量元素，人每天从食物及饮用水中也会摄人1～3mg硼，但是水中硼含量过高和硼的过量摄取会对作物和人体产生危害，长期摄入过量的硼，会对身体的生长发育造成巨大的危害，甚至危及生命。gb5749-2006《生活饮用水卫生标准》中硼的限值为1mg/l。现有低硼含量纳米银溶胶的制备方法主要包括高速离心洗涤或反渗透的方法，具有工艺复杂、成本高、除硼不彻底等不足，急需一种成本低廉、除硼效果好的方法。
4.基于目前的利用硼氢化物还原法制备纳米银溶胶存在硼含量高，制备方法存在的技术缺陷，有必要对此进行改进。

技术实现要素：

5.有鉴于此，本发明提出了一种稳定的低硼纳米银溶胶及其制备方法以解决或部分解决现有技术中存在的问题。
6.第一方面，本发明提供了一种稳定的低硼纳米银溶胶，包括银纳米粒子、包覆剂、硼和水；
7.其中，所述银纳米粒子的浓度为10～5000mg/l；
8.所述包覆剂的浓度为银纳米粒子浓度的10～50倍；
9.所述硼的浓度《1mg/l。
10.优选的是，所述的稳定的低硼纳米银溶胶，所述包覆剂为聚乙烯吡咯烷酮。
11.优选的是，所述的稳定的低硼纳米银溶胶，所述银纳米粒子的粒径为1～100nm。
12.第二方面，本发明还提供了一种稳定的低硼纳米银溶胶的制备方法，包括以下步骤：
13.将包覆剂与可溶性银盐溶液混合，然后加入还原剂，搅拌后得到初始纳米银溶胶；
14.将硼吸附树脂加入至初始纳米银溶胶中，搅拌混合、震荡吸附后，分离硼吸附树脂
即得稳定的低硼纳米银溶胶；
15.所述硼吸附树脂为离子交换树脂。
16.优选的是，所述的稳定的低硼纳米银溶胶的制备方法，所述可溶性银盐包括醋酸银、硝酸银、柠檬酸银中的至少一种。
17.优选的是，所述的稳定的低硼纳米银溶胶的制备方法，所述还原剂包括硼氢化钠、硼氢化钾中的至少一种。
18.优选的是，所述的稳定的低硼纳米银溶胶的制备方法，所述可溶性银盐与所述还原剂的物质的量之比为1:(4～6)。
19.优选的是，所述的稳定的低硼纳米银溶胶的制备方法，所述包覆剂的质量为可溶性银盐中银离子质量的10～50倍。
20.优选的是，所述的稳定的低硼纳米银溶胶的制备方法，所述包覆剂为聚乙烯吡咯烷酮。
21.优选的是，所述的稳定的低硼纳米银溶胶的制备方法，将硼吸附树脂加入至初始纳米银溶胶中，于20～25℃下搅拌20～30h，震荡吸附后，分离硼吸附树脂即得稳定的低硼纳米银溶胶。
22.本发明的一种稳定的低硼纳米银溶胶及其制备方法相对于现有技术具有以下有益效果：
23.(1)本发明的稳定的低硼纳米银溶胶的制备方法，硼吸附树脂为离子交换树脂，其分子链上含有大量的邻位羟基，离子交换树脂作为吸附剂，使树脂上的一些与纳米银溶胶中的硼发生络合反应，从而达到吸附硼的效果，硼的去除率达98％以上，且处理后的低硼纳米银溶胶稳定性显著性提高；本技术的一种稳定的低硼纳米银溶胶的制备方法，具有工艺简单，操作便捷且对环境友好等特点，且由于离子交换的可逆性，有望达到回收利用硼并对该种树脂进行循环使用的效果。
附图说明
24.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
25.图1为本发明实施例1中步骤s6得到的除硼后纳米银溶胶的tem图；
26.图2为实施例1步骤s5得到的初始纳米银溶胶的tem图。
具体实施方式
27.下面将结合本发明实施方式，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
28.本技术实施例提供了一种稳定的低硼纳米银溶胶，包括银纳米粒子、包覆剂、硼和水；
29.其中，银纳米粒子的浓度为10～5000mg/l；
30.包覆剂的浓度为银纳米粒子浓度的10～50倍；
31.硼的浓度《1mg/l。
32.在一些实施例中，包覆剂为聚乙烯吡咯烷酮。
33.在一些实施例中，银纳米粒子的粒径为1～100nm。
34.需要说明的是，本技术的稳定的低硼纳米银溶胶，包括银纳米粒子、包覆剂、水和微量的硼，硼含量《1mg/l；本技术的低硼纳米银溶胶在室温下保存12个月不变。
35.基于同一发明构思，本技术实施例还提供了一种稳定的低硼纳米银溶胶的制备方法，包括以下步骤：
36.s1、将包覆剂与可溶性银盐溶液混合，然后加入还原剂，搅拌后得到初始纳米银溶胶；
37.s2、将硼吸附树脂加入至初始纳米银溶胶中，搅拌混合、震荡吸附后，分离硼吸附树脂即得稳定的低硼纳米银溶胶；
38.硼吸附树脂为离子交换树脂。
39.本技术实施例提供的一种稳定的低硼纳米银溶胶的制备方法，硼吸附树脂为离子交换树脂，其分子链上含有大量的邻位羟基，离子交换树脂作为吸附剂，与纳米银溶胶中的硼发生络合反应，从而达到吸附硼的效果，硼的去除率达98％以上，且处理后的纳米银溶胶稳定性显著性提高；本技术的一种稳定的低硼纳米银溶胶的制备方法，具有工艺简单，操作便捷且对环境友好等特点，且由于离子交换的可逆性，有望达到回收利用硼并对该种树脂进行循环使用的效果。
40.在一些实施例中，可溶性银盐包括醋酸银、硝酸银、柠檬酸银中的至少一种。
41.在一些实施例中，还原剂包括硼氢化钠、硼氢化钾中的至少一种。
42.在一些实施例中，可溶性银盐与所述还原剂的物质的量之比为1:(4～6)。
43.在一些实施例中，包覆剂的质量为可溶性银盐中银离子质量的10～50倍。
44.在一些实施例中，包覆剂为聚乙烯吡咯烷酮。
45.在一些实施例中，将硼吸附树脂加入至初始纳米银溶胶中，于20～25℃下搅拌20～30h，震荡吸附后，分离硼吸附树脂即得稳定的低硼纳米银溶胶。
46.以下进一步以具体实施例说明本技术的稳定的低硼纳米银溶胶的制备方法。本部分结合具体实施例进一步说明本发明内容，但不应理解为对本发明的限制。如未特别说明，实施例中所采用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段。除非特别说明，本发明采用的试剂、方法和设备为本领域常规试剂、方法和设备。以下实施例中所用的硼吸附树脂由武汉领众新材科技有限公司提供，牌号br200。
47.实施例1
48.本技术实施例提供了一种稳定的低硼纳米银溶胶的制备方法，包括以下步骤：
49.s1、称取2g聚乙烯吡咯烷酮(pvp)，溶于100ml蒸馏水中，搅拌12min，得到包覆剂溶液；
50.s2、称取0.0325g醋酸银，加入100ml蒸馏水，搅拌15min得到醋酸银溶液；
51.s3、将步骤s1中得到的包覆剂溶液与步骤s2中得到的醋酸银溶液混合后，搅拌1h得到混合溶液；
52.s4、称取0.0368g硼氢化钠，加入10ml水，搅拌10min，作为还原剂溶液；
53.s5、将步骤s4中得到的还原剂溶液加入至步骤s3中得到的混合溶液，搅拌1h后得到初始纳米银溶胶；
54.s6、取50ml步骤s5中纳米银溶胶于塑料瓶中，加入2g硼吸附树脂，置于恒温震荡器中于35℃下震荡24h，将树脂吸附后的纳米银溶胶过滤，分离硼吸附树脂，得到稳定的低硼纳米银溶胶。经计算，经过步骤s6后，硼的去除率为94.6％。
55.实施例2
56.本技术实施例提供了一种稳定的低硼纳米银溶胶的制备方法，包括以下步骤：
57.s1、称取2g聚乙烯吡咯烷酮(pvp)，溶于100ml蒸馏水中，搅拌12min，得到包覆剂溶液；
58.s2、称取0.0650g醋酸银，加入100ml蒸馏水，搅拌15min得到醋酸银溶液；
59.s3、将步骤s1中得到的包覆剂溶液与步骤s2中得到的醋酸银溶液混合后，搅拌1h得到混合溶液；
60.s4、称取0.1049g硼氢化钾，加入10ml水，搅拌10min，作为还原剂溶液；
61.s5、将步骤s4中得到的还原剂溶液加入至步骤s3中得到的混合溶液，搅拌1h后得到初始纳米银溶胶；
62.s6、取50ml步骤s5中纳米银溶胶于塑料瓶中，加入2g硼吸附树脂，置于恒温震荡器中于35℃下震荡24h，将树脂吸附后的纳米银溶胶过滤，分离硼吸附树脂，得到稳定的低硼纳米银溶胶。经计算，经过步骤s6后，硼的去除率为98.3％。
63.实施例3
64.本技术实施例提供了一种稳定的低硼纳米银溶胶的制备方法，包括以下步骤：
65.s1、称取3g聚乙烯吡咯烷酮(pvp)，溶于100ml蒸馏水中，搅拌12min，得到包覆剂溶液；
66.s2、称取0.0975g醋酸银，加入100ml蒸馏水，搅拌15min得到醋酸银溶液；
67.s3、将步骤s1中得到的包覆剂溶液与步骤s2中得到的醋酸银溶液混合后，搅拌1h得到混合溶液；
68.s4、称取0.1104g硼氢化钠，加入10ml水，搅拌10min，作为还原剂溶液；
69.s5、将步骤s4中得到的还原剂溶液加入至步骤s3中得到的混合溶液，搅拌1h后得到初始纳米银溶胶；
70.s6、取50ml步骤s5中纳米银溶胶于塑料瓶中，加入2g硼吸附树脂，置于恒温震荡器中于22℃下震荡24h，将树脂吸附后的纳米银溶胶过滤，分离硼吸附树脂，得到稳定的低硼纳米银溶胶。经计算，经过步骤s6后，硼的去除率为96.6％。
71.实施例4
72.本技术实施例提供了一种稳定的低硼纳米银溶胶的制备方法，包括以下步骤：
73.s1、称取3g聚乙烯吡咯烷酮(pvp)，溶于100ml蒸馏水中，搅拌12min，得到包覆剂溶液；
74.s2、称取0.1300g醋酸银，加入100ml蒸馏水，搅拌15min得到醋酸银溶液；
75.s3、将步骤s1中得到的包覆剂溶液与步骤s2中得到的醋酸银溶液混合后，搅拌1h得到混合溶液；
76.s4、称取0.1472g硼氢化钠，加入10ml水，搅拌10min，作为还原剂溶液；
77.s5、将步骤s4中得到的还原剂溶液加入至步骤s3中得到的混合溶液，搅拌1h后得到初始纳米银溶胶；
78.s6、取50ml步骤s5中纳米银溶胶于塑料瓶中，加入2g硼吸附树脂，置于恒温震荡器中于22℃下震荡24h，将树脂吸附后的纳米银溶胶过滤，分离硼吸附树脂，得到稳定的低硼纳米银溶胶。经计算，经过步骤s6后，硼的去除率为95.6％。
79.实施例5
80.本技术实施例提供了一种稳定的低硼纳米银溶胶的制备方法，包括以下步骤：
81.s1、称取2g聚乙烯吡咯烷酮(pvp)，溶于100ml蒸馏水中，搅拌12min，得到包覆剂溶液；
82.s2、称取0.0325g醋酸银，加入100ml蒸馏水，搅拌15min得到醋酸银溶液；
83.s3、将步骤s1中得到的包覆剂溶液与步骤s2中得到的醋酸银溶液混合后，搅拌1h得到混合溶液；
84.s4、称取0.0368g硼氢化钠，加入10ml水，搅拌10min，作为还原剂溶液；
85.s5、将步骤s4中得到的还原剂溶液加入至步骤s3中得到的混合溶液，搅拌1h后得到初始纳米银溶胶；
86.s6、取50ml步骤s5中纳米银溶胶于塑料瓶中，加入2g硼吸附树脂，置于恒温震荡器中于35℃下震荡24h，将树脂吸附后的纳米银溶胶过滤，分离硼吸附树脂，得到稳定的低硼纳米银溶胶。经计算，经过步骤s6后，硼的去除率为94.6％。
87.实施例1步骤s6得到的稳定的低硼纳米银溶胶和步骤s5得到的初始纳米银溶胶的tem图，分别如图1～2所示。从图1中可以看出经过硼吸附树脂吸附脱硼后，纳米银溶胶中银粒子的分散性更好，而吸附脱硼对纳米银的粒径和形貌无影响。
88.上所述仅为本发明的较佳实施方式而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：

1.一种稳定的低硼纳米银溶胶，其特征在于，包括银纳米粒子、包覆剂、硼和水；其中，所述银纳米粒子的浓度为10～5000mg/l；所述包覆剂的浓度为银纳米粒子浓度的10～50倍；所述硼的浓度<1mg/l。2.如权利要求1所述的稳定的低硼纳米银溶胶，其特征在于，所述包覆剂为聚乙烯吡咯烷酮。3.如权利要求1所述的稳定的低硼纳米银溶胶，其特征在于，所述银纳米粒子的粒径为1～100nm。4.一种稳定的低硼纳米银溶胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将包覆剂与可溶性银盐溶液混合，然后加入还原剂，搅拌后得到初始纳米银溶胶；将硼吸附树脂加入至初始纳米银溶胶中，搅拌混合、震荡吸附后，分离硼吸附树脂即得稳定的低硼纳米银溶胶；所述硼吸附树脂为离子交换树脂。5.如权利要求4所述的稳定的低硼纳米银溶胶的制备方法，其特征在于，所述可溶性银盐包括醋酸银、硝酸银、柠檬酸银中的至少一种。6.如权利要求4所述的稳定的低硼纳米银溶胶的制备方法，其特征在于，所述还原剂包括硼氢化钠、硼氢化钾中的至少一种。7.如权利要求4所述的稳定的低硼纳米银溶胶的制备方法，其特征在于，所述可溶性银盐与所述还原剂的物质的量之比为1:(4～6)。8.如权利要求4所述的稳定的低硼纳米银溶胶的制备方法，其特征在于，所述包覆剂的质量为可溶性银盐中银离子质量的10～50倍。9.如权利要求4所述的稳定的低硼纳米银溶胶的制备方法，其特征在于，所述包覆剂为聚乙烯吡咯烷酮。10.如权利要求4所述的稳定的低硼纳米银溶胶的制备方法，其特征在于，将硼吸附树脂加入至初始纳米银溶胶中，于20～25℃下搅拌20～30h，震荡吸附后，分离硼吸附树脂即得稳定的低硼纳米银溶胶。

技术总结

本发明提供了一种稳定的低硼纳米银溶胶及其制备方法。本发明的低硼纳米银溶胶，包括银纳米粒子、包覆剂、水和硼，硼含量<1mg/L；本申请的低硼纳米银溶胶在室温下保存12个月不变。本发明的低硼纳米银溶胶的制备方法，将硼吸附树脂加入至初始纳米银溶胶中，搅拌混合后震荡吸附后，分离硼吸附树脂即得稳定的低硼纳米银溶胶。硼吸附树脂为离子交换树脂，其分子链上含有大量的邻位羟基，离子交换树脂作为吸附剂，使树脂上的一些与纳米银溶胶中的硼发生络合反应，从而达到吸附硼的效果，硼的去除率达98％以上，且处理后的低硼纳米银溶胶稳定性显著性提高；本发明的低硼纳米银溶胶的制备方法，具有工艺简单，操作便捷且对环境友好等特点。点。点。