一种纳米金溶液的制备方法
【技术领域】
[0001 ]本发明属于纳米材料制备技术领域，具体涉及一种纳米金溶液的制备方法。
【背景技术】
[0002]纳米金通常指直径在1-1OOnm的微小金颗粒，具有高电子密度、介电特性和催化作用，能与多种生物大分子结合，且不影响其生物活性，在抗菌材料、工业催化、生物医药、生物分析化学、食品安全和快速检测等方面具有广阔的应用前景。
[0003]纳米金的制备分为物理法与化学法。化学方法中，应用最多最常见的是化学还原法。如中国发明专利“一种纳米金的制备方法” (CN 102211204 A)中，公开了一种水相中化学还原的方法制备纳米金，将氯金酸与含伯胺基化合物和含醛基化合物在温度为O?45°C的条件下反应0.5?24h制得纳米金颗粒。如中国专利“一种纳米金的制备方法” (CN103418800 A)中公开了一种纳米金的制备方法。该方法以一价金络合物为原料，以水和分子量小于100的亲水性有机溶剂中的一种或两种作为溶剂，将原料加入溶剂中得反应液，控制反应液中的一价金浓度为0.1?2克/升，温度为80?95°C，pH值为0.3?1.5，反应3?20min得纳米金产品，产品的粒径分布范围为5?15nm。以上方法制备纳米金反应速度难以控制，颗粒大小不易均匀。化学法制备的金颗粒最小可达几纳米，操作工艺简单、易于掌握控制。缺点是得到的金颗粒不易转移和组装，易包含杂质，且容易发生团聚，需要加入分散剂、稳定剂和絮凝剂，成本高，耗时长，并且使用中纳米金的安全性问题难以控制。物理方法中，最常见的是真空蒸镀法、软着陆法、激光消融法等。物理法原理简单，产品杂质少、质量好。缺点是对仪器设备要求较高、生产费用昂贵，不宜大批量生产。
[0004]目前，利用环糊精制备纳米金溶液的方法较少。发明专利“一种环糊精基星型嵌段聚合物及环糊精基星型嵌段聚合物/金纳米棒复合材料的制备方法” (CN 103224598A)和“一种β-环糊精修饰的聚酰胺-树状大分子及其纳米金颗粒复合物的制备方法” (CN105199400Α)中使用经环糊精修饰后的聚合物高分子制备纳米金溶液及复合材料，工艺复杂、流程长，所制备的纳米金粒径均匀性较差，且颗粒形状不稳定，球型和棒型伴生。同时，制备过程中，杂质和溶剂残留较多。
[0005]环糊精来源广泛、价格低，并具有特殊的结构和官能团，但由于环糊精本身对金离子的还原性较差，单独使用难以制备性能优异的纳米金溶液，需经其他材料修饰。因此，以环糊精为原料，可通过电化学方法将环糊精上的羟基氧化成醛基和羧基，醛基和羧基同时将四氯金酸还原成纳米金颗粒。
【发明内容】
[0006]本发明针对现有纳米金溶液的生产技术，目的在于提供一种纳米金溶液的制备方法。
[0007]本发明具体通过以下技术方案实现:
[0008]—种纳米金溶液的制备方法，具体包括以下步骤:
[0009]I)选用一定量的β-环糊精粉末溶解于去离子水溶液中，充分搅拌，通过改变环糊精质量百分数和水溶液的温度以制备不同浓度的环糊精溶液；
[0010]2)在环糊精水溶液中加入一定量氯化钠粉末，溶解后加入一定量的四氯金酸，搅拌均匀后在混合溶液中插入两片电极，通过控制电流大小、反应时间及搅拌速度调节纳米金颗粒的大小等；
[0011]3)将上述溶液经低速离心后去除杂质制得纳米金水溶液。
[0012]所述的β-环糊精在水溶液中的质量百分数为0.1?25wt%。
[0013]所述的水溶液的温度为25?100°C，搅拌时间2?8h，100?500转/分钟。
[0014]所述的氯化钠在水溶液中的浓度为0.05?10wt%。
[0015]所述的四氯金酸与β-环糊精的摩尔比为1:10?9.5:10。
[0016]所述的电流大小为0.01?1Α，反应时间0.5?10h，搅拌速度100?2000转/分钟。
[0017]本发明所述纳米金溶液用于抗菌、催化等领域。
[0018]本发明通过电化学改性β-环糊精，使其具备还原性和稳定性，以制备粒径均匀、性质稳定、功能优异的纳米金溶液。
[0019]本发明的有益效果为:
[0020]I)简化纳米金溶液制备工艺，减少纳米金溶液中杂质和溶剂残留。
[0021]2)部分人群使用纳米银抗菌材料过程中易产生过敏，纳米金具有更好的稳定性和生物相容性，可弥补纳米银此方面的不足。
[0022]3)本发明为开发新型纳米功能材料提供了思路。
【附图说明】
[0023]图1-2为本发明的纳米金溶液鉴定结果示意图。
[0024]其中:
[0025]图1为本发明的纳米金颗粒透射电镜图。
[0026]图2为本发明的纳米金粒径分布图。
【具体实施方式】
[0027]下面结合实施例对本发明做进一步的说明，以下所述，仅是对本发明的较佳实施例而已，并非对本发明做其他形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更为同等变化的等效实施例。凡是未脱离本发明方案内容，依据本发明的技术实质对以下实施例所做的任何简单修改或等同变化，均落在本发明的保护范围内。
[0028]实施例1，
[0029]一种纳米金溶液的制备方法，具体步骤为:选用5gi3_环糊精粉末溶解于95g去离子水中，水溶液的温度为80°C，200转/分钟下搅拌6h至制得透明β-环糊精水溶液;将2g氯化钠粉末加入β-环糊精水溶液中，继续搅拌0.5h后至氯化钠粉末完全溶解;再将0.5g四氯金酸加入含有氯化钠的环糊精水溶液中，搅拌5min溶解后将接有电源的正负电极插入该溶液中，调节电流至0.5A，增加搅拌速度至1000转/分钟，反应2h后将所制备溶液放入离心机中，1000转/分钟下离心1min后去除杂质制得纳米金溶液。
[0030]实施例2，
[0031]—种纳米金溶液的制备方法，具体步骤为:选用10gi3_环糊精粉末溶解于90g去离子水中，水溶液的温度为90°C，400转/分钟下搅拌6h至制得透明β-环糊精水溶液;将5g氯化钠粉末加入环糊精水溶液中，继续搅拌Ih后至氯化钠粉末完全溶解;再将0.Sg四氯金酸加入含有氯化钠的环糊精水溶液中，搅拌5min溶解后将接有电源的正负电极插入该溶液中，调节电流至0.8A，增加搅拌速度至1500转/分钟，反应4h后将所制备溶液放入离心机中，1000转/分钟下离心1min后去除杂质制得纳米金溶液。
[0032]实施例3，
[0033]一种纳米金溶液的制备方法，具体步骤为:选用2gi3_环糊精粉末溶解于98g去离子水中，水溶液的温度为80°C，200转/分钟下搅拌6h至制得透明β-环糊精水溶液;将Ig氯化钠粉末加入β-环糊精水溶液中，继续搅拌0.5h后至氯化钠粉末完全溶解;再将0.2g四氯金酸加入含有氯化钠的环糊精水溶液中，搅拌5min溶解后将接有电源的正负电极插入该溶液中，调节电流至0.5A，增加搅拌速度至1000转/分钟，反应2h后将所制备溶液放入离心机中，1000转/分钟下离心1min后去除杂质制得纳米金溶液。
[0034]实施例4，
[0035]对实施例1所得纳米金溶液进行相关的鉴定，其结果参见说明书附图1-2。
【主权项】
1.一种纳米金溶液的制备方法，其特征在于，包括以下步骤: 1)选用一定量的β-环糊精粉末溶解于去离子水溶液中，充分搅拌，通过改变环糊精质量百分数和水溶液的温度以制备不同浓度的环糊精溶液； 2)在环糊精水溶液中加入一定量氯化钠粉末，溶解后加入一定量的四氯金酸，搅拌均匀后在混合溶液中插入两片电极，控制电流大小、反应时间及搅拌速度； 3)将上述溶液经低速离心后去除杂质制得纳米金水溶液。2.根据权利要求1所述的一种纳米金溶液的制备方法，其特征在于:β_环糊精在水溶液中的质量百分数为0.1?25wt%。3.根据权利要求1所述的一种纳米金溶液的制备方法，其特征在于:水溶液的温度为25?100°C，搅拌时间2-8h，100?500转/分钟。4.根据权利要求1所述的一种纳米金溶液的制备方法，其特征在于:氯化钠在水溶液中的浓度为0.05?10wt%。5.根据权利要求1所述的一种纳米金溶液的制备方法，其特征在于:四氯金酸与β_环糊精的摩尔比为1:10?9.5:10。
【专利摘要】本发明公开了一种纳米金溶液的制备方法，将β-环糊精溶解于水溶液中，于其中加入氯化钠和四氯金酸，再将接有电源的正负电极插入溶液中，高速搅拌制得纳米金溶液。本发明方法工艺简单，所制备纳米金颗粒小、分散均匀、性质稳定。
【IPC分类】C25B3/02, B22F9/24
【公开号】CN105642915
【申请号】
【发明人】姚理荣, 李小娟, 任娟, 蒋叶群, 严雪峰, 孙启龙, 徐山青
【申请人】南通大学
【公开日】2016年6月8日
【申请日】2016年4月6日