專(zhuān)利名稱(chēng)：納米銀粒子的形成方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明關(guān)于一種納米銀粒子的形成方法，且特別關(guān)于一種形成平均粒徑約 50nm-100nm的納米銀粒子的方法，特別是，此方法可應(yīng)用于放大的制程。
背景技術(shù)：
納米銀對(duì)于微生物具有極強(qiáng)的氧化性，且因此納米銀具有良好的抗菌或殺菌功效。而由于納米銀具有良好的抗菌或殺菌功效，因此目前被廣泛應(yīng)用來(lái)形成抗菌材料，例如納米銀涂料等。然而，目前已有文獻(xiàn)證實(shí)，當(dāng)納米銀粒子尺寸小于30nm時(shí)具有非常高的生物毒性，且其對(duì)人體與自然界的外在有利菌亦會(huì)產(chǎn)生傷害。因此歐美國(guó)家對(duì)于太小尺寸的納米銀粒子的安全性已產(chǎn)生疑率。一般而言，將金屬銀進(jìn)行納米化而形成的納米尺度的銀顆粒即可稱(chēng)為納米銀粒子。然而，傳統(tǒng)機(jī)械研磨所能形成的粒子的粒徑極限大約在500nm左右，且藉由傳統(tǒng)研磨方法所形成的粒子容易具有粒徑大小不均的問(wèn)題。因此，現(xiàn)今大都采用化學(xué)還原方法來(lái)形成納米銀粒子。此方法為藉由將還原劑加入銀離子溶液中，使離子獲得電子而還原成金屬，而得到符合尺寸要求的納米銀粒子。而當(dāng)納米粒子粒徑小于IOOnm時(shí)，其所形成的納米銀溶液的顏色會(huì)隨著納米粒子濃度變高而產(chǎn)生變化，其中濃度越高，顏色越深。以異丙酮(isopropyl alcohol, IPA)為溶劑兼還原劑進(jìn)行銀鹽的化學(xué)還原來(lái)合成納米銀粒子時(shí)，由于異丙酮還原力較弱，因此通常只能合成出小于20nm的納米銀粒子。但小于20nm的納米銀粒子，可能對(duì)人體產(chǎn)生傷害。因此，目前亟需一種在異丙酮系統(tǒng)下，形成粒徑大于30nm的納米銀粒子的方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種納米銀粒子的形成方法，包括(a)混合異丙醇、聚乙烯吡咯烷酮與硝酸銀以形成反應(yīng)溶液；(b)將該反應(yīng)溶液加熱至低于該異丙醇的沸點(diǎn)的溫度范圍以進(jìn)行形成銀粒子的反應(yīng)；(C)在促進(jìn)劑存在下持續(xù)該反應(yīng)；以及(d)終止該反應(yīng)以使于該反應(yīng)中所形成之銀粒子的平均粒徑達(dá)50nm-100nm。作為可選的技術(shù)方案，該溫度范圍介于60°C至80°C之間。作為可選的技術(shù)方案，于步驟(b)中，在該反應(yīng)溶液達(dá)到該溫度范圍時(shí)，開(kāi)始對(duì)該反應(yīng)進(jìn)行反應(yīng)時(shí)間的計(jì)算，其中該反應(yīng)的反應(yīng)時(shí)間為5-50小時(shí)。作為可選的技術(shù)方案，該促進(jìn)劑包括葡萄糖、無(wú)機(jī)堿、有機(jī)堿或氫氣。作為可選的技術(shù)方案，該無(wú)機(jī)堿包括氫氧化鈉或氫氧化鉀。作為可選的技術(shù)方案，該有機(jī)堿包括胺。作為可選的技術(shù)方案，當(dāng)該反應(yīng)溶液被加熱至該溫度范圍之時(shí)，提供該促進(jìn)劑至該反應(yīng)溶液。此外，本發(fā)明亦提供另一種納米銀粒子的形成方法，包括(a)提供異丙醇、聚乙
3烯吡咯烷酮與硝酸銀以形成反應(yīng)溶液；(b)在氣體存在下將該反應(yīng)溶液加熱至低于該異丙醇的沸點(diǎn)的溫度范圍以進(jìn)行形成銀粒子的反應(yīng)；以及(c)終止該反應(yīng)以使于該反應(yīng)中所形成的銀粒子的平均粒徑達(dá)約50nm-100nm。作為可選的技術(shù)方案，該溫度范圍介于60°C至80°C之間。作為可選的技術(shù)方案，該氣體包括氫氣。作為可選的技術(shù)方案，該反應(yīng)的反應(yīng)時(shí)間為5-25小時(shí)。作為可選的技術(shù)方案，于步驟(b)與步驟(C)之間還包括停止該促進(jìn)劑的供應(yīng)并持續(xù)該反應(yīng)。作為可選的技術(shù)方案，于停止該促進(jìn)劑后持續(xù)該反應(yīng)10-20小時(shí)。作為可選的技術(shù)方案，于步驟(c)之后還包括使該反應(yīng)溶液維持于室溫5-15小時(shí)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的納米銀粒子的形成方法能形成粒徑大于30nm的納米銀粒子。為了讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征、和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉較佳實(shí)施例，并配合所附圖示，作詳細(xì)說(shuō)明如下


圖Ia顯示于反應(yīng)時(shí)間為沈小時(shí)(h)所取得的實(shí)施例2反應(yīng)溶液樣本的紫外光
■i並曰ο圖Ib至圖If分別顯示于反應(yīng)時(shí)間為18、26、40、46與49小時(shí)所取得的實(shí)施例2 反應(yīng)溶液樣本中的納米銀粒子粒徑大小的分布情況。圖加顯示于反應(yīng)時(shí)間為所取得的實(shí)施例3反應(yīng)溶液樣本的紫外光譜。圖2b至圖2c分別顯示于反應(yīng)時(shí)間為池與幾所取得的實(shí)施例3反應(yīng)溶液樣本中的納米銀粒子粒徑大小的分布情況。圖3a顯示實(shí)施例4的反應(yīng)溶液樣本的紫外光譜。圖北顯示實(shí)施例4的反應(yīng)溶液樣本的掃瞄式電子顯微鏡圖。圖4顯示實(shí)施例5的反應(yīng)溶液樣本中的納米銀粒子粒徑大小的分布情況。
具體實(shí)施例方式在本發(fā)明的一實(shí)施例中，本發(fā)明提供一種納米銀粒子的形成方法，而由此方法所形成的納米銀粒子，其平均粒徑可達(dá)約50nm-100nm。上述方法可包括，但不限于下述步驟。首先，將異丙醇、聚乙烯吡咯烷酮、硝酸銀進(jìn)行混合以形成反應(yīng)溶液。在一實(shí)施例中，異丙醇、聚乙烯吡咯烷酮與硝酸銀的比例可為約60-97 0.3-5.0 0. 2-2. 0 (w/w/w, BP
重量百分比)。接著，將上述反應(yīng)溶液加熱至低于異丙醇的沸點(diǎn)的溫度范圍以進(jìn)行形成銀粒子的反應(yīng)。此低于異丙醇的沸點(diǎn)的溫度范圍可介于約60°C至約80°C之間，較佳為介于約65°C至約78°C之間，但不限于此。而在一實(shí)施例中，將上述反應(yīng)溶液加熱至上述溫度范圍內(nèi)的設(shè)定溫度，而此設(shè)定溫度可為介于約60°C至約80°C之間的溫度，較佳為介于約65°C至約78°C之間的溫度。之后，在促進(jìn)劑存在下，持續(xù)上述反應(yīng)。適用于此方法的促進(jìn)劑可包括，但不限于，葡萄糖、無(wú)機(jī)堿、有機(jī)堿或氫氣。若促進(jìn)劑為非氣體，則促進(jìn)劑與上述反應(yīng)溶液的比例可為約0.01-2 97-99 (w/w)。上述作為促進(jìn)劑的無(wú)機(jī)堿的例子可為氫氧化鈉與氫氧化鉀，而作為促進(jìn)劑的有機(jī)堿，可例如胺與其類(lèi)似物。在一實(shí)施例中，所使用的促進(jìn)劑為葡萄糖。在另一實(shí)施例中，所使用的促進(jìn)劑為氫氧化鈉。又在另一實(shí)施例中，所使用的促進(jìn)劑為氫氣。而于本發(fā)明方法中供應(yīng)上述促進(jìn)劑的時(shí)間點(diǎn)可如下所述當(dāng)上述反應(yīng)溶液被加熱至上述低于異丙醇的沸點(diǎn)的溫度范圍時(shí)，就立即將促進(jìn)劑供應(yīng)至反應(yīng)溶液。或者，在上述反應(yīng)溶液被加熱至上述低于異丙醇的沸點(diǎn)的溫度范圍之后一段時(shí)間，才將促進(jìn)劑供應(yīng)至反應(yīng)溶液。然后，視需要而定，可停止促進(jìn)劑的供應(yīng)并持續(xù)上述反應(yīng)的進(jìn)行。于本發(fā)明中的反應(yīng)溶液達(dá)到上述的溫度范圍時(shí)，即開(kāi)始進(jìn)行上述反應(yīng)的反應(yīng)時(shí)間的計(jì)算，在一實(shí)施例中，反應(yīng)時(shí)間可為約5-50小時(shí)。隨后，可終止上述反應(yīng)以獲得平均粒徑可達(dá)約50nm-100nm的納米銀粒子。終止上述反應(yīng)的方式可包括，但不限于，將上述反應(yīng)溶液的溫度降至室溫。在一實(shí)施例中，將冷水或冰水添加至反應(yīng)溶液使反應(yīng)溶液的溫度迅速降至室溫。需注意的是，此形成納米銀粒子的方法可適用于放大制程。在此放大制程中，所形成的反應(yīng)溶液體積適合以升為來(lái)單位進(jìn)行測(cè)量。而在本發(fā)明的另一實(shí)施態(tài)樣中，本發(fā)明也提供一種涂膜材料，其包括藉由上述的納米銀粒子的形成方法所形成的納米銀粒子。此外，在本發(fā)明又另一實(shí)施例中，本發(fā)明提供另一種納米銀粒子的形成方法，而由此方法所形成的納米銀粒子，其平均粒徑可達(dá)約50nm-100nm。上述方法可包括，但不限于下述步驟。首先，將異丙醇、聚乙烯吡咯烷酮、硝酸銀進(jìn)行混合以形成反應(yīng)溶液。在一實(shí)施例中，異丙醇、聚乙烯吡咯烷酮與硝酸銀的比例可為約60-97 0.3-5.0 0. 2-2. 0 (w/w/w) 0接著，在氣體存在下，將上述反應(yīng)溶液加熱至低于異丙醇的沸點(diǎn)的溫度范圍以進(jìn)行形成銀粒子的反應(yīng)。在一實(shí)施例中，上述反應(yīng)的反應(yīng)時(shí)間可為約5-25小時(shí)，但不限于此。又適用于此方法的氣體可包括，但不限于氫氣。而上述低于異丙醇的沸點(diǎn)的溫度范圍可介于約60°C至約80°C之間，較佳為介于約650C至約78°C之間，但不限于此。而一實(shí)施例中，將上述反應(yīng)溶液加熱至上述溫度范圍內(nèi)的設(shè)定溫度，而此設(shè)定溫度可為介于約 60°C至約80°C之間的溫度，較佳為介于約65°C至約78°C之間的溫度。然后，視需要而定，可停止氣體的供應(yīng)并持續(xù)上述反應(yīng)的進(jìn)行。在一實(shí)施例中，除上述反應(yīng)時(shí)間外，在停止上述氣體的供應(yīng)后，額外地使反應(yīng)持續(xù)約10-20小時(shí)。隨后，可終止上述反應(yīng)以獲得平均粒徑可達(dá)約50nm-100nm的納米銀粒子。終止上述反應(yīng)的方式可包括，但不限于，將上述反應(yīng)溶液降低至室溫。在一實(shí)施例中，將冷水或冰水添加至反應(yīng)溶液使反應(yīng)溶液迅速降低至室溫。視需要而定，也可在反應(yīng)終止后，使反應(yīng)溶液維持于室溫一段時(shí)間。在一實(shí)施例中，在停止上述促進(jìn)劑的供應(yīng)并終止上述反應(yīng)后，額外地使反應(yīng)溶液維持于室溫約5-15小時(shí)。需注意的是，此形成納米銀粒子的方法可適用于放大制程。在此放大制程中，所形成的反應(yīng)溶液體積適合以升為來(lái)單位進(jìn)行測(cè)量。再者，在本發(fā)明又另一實(shí)施例中，本發(fā)明提供另一種納米銀粒子的形成方法，而由此方法所形成的納米銀粒子，其平均粒徑可達(dá)約50nm-100nm。實(shí)施例1.比較例(1)納米銀粒子的制備將異丙醇(商品編號(hào)CMOSl 11-00000-72EC，臺(tái)灣景明化工公司制造)、聚乙烯吡咯烷酮(商品編號(hào)CAS9003-39-8-85656-8，美國(guó)Sigma-Aldrich制造，分子量約為55000)與硝酸銀(商品編號(hào) CAS7761-88-82169-03，美國(guó) Mallinckrodt Chemicals 制造，純度 99% ) 均勻混合以形成反應(yīng)溶液。接著將反應(yīng)溶液加熱至70°C以進(jìn)行反應(yīng)。當(dāng)反應(yīng)溶液達(dá)70°C 時(shí)開(kāi)始反應(yīng)時(shí)間的計(jì)算。在反應(yīng)時(shí)間為12、21.5、84、90小時(shí)之時(shí)對(duì)反應(yīng)溶液進(jìn)行取樣。比較例的詳細(xì)制備條件如下列表1所示。表1、比較例的詳細(xì)制備條件
權(quán)利要求
1.一種納米銀粒子的形成方法，其特征在于包括(a)混合異丙醇、聚乙烯吡咯烷酮與硝酸銀以形成反應(yīng)溶液；(b)將該反應(yīng)溶液加熱至低于該異丙醇的沸點(diǎn)的溫度范圍以進(jìn)行形成銀粒子的反應(yīng)；(c)在促進(jìn)劑存在下持續(xù)該反應(yīng)；以及(d)終止該反應(yīng)以使于該反應(yīng)中所形成的銀粒子的平均粒徑達(dá)50nm-100nm。
2.如權(quán)利要求1所述的納米銀粒子的形成方法，其特征在于該溫度范圍介于60°C至 80°C之間。
3.如權(quán)利要求1所述的納米銀粒子的形成方法，其特征在于于步驟(b)中，在該反應(yīng)溶液達(dá)到該溫度范圍時(shí)，開(kāi)始對(duì)該反應(yīng)進(jìn)行反應(yīng)時(shí)間的計(jì)算，其中該反應(yīng)的反應(yīng)時(shí)間為5-50 小時(shí)。
4.如權(quán)利要求1所述的納米銀粒子的形成方法，其特征在于該促進(jìn)劑包括葡萄糖、無(wú)機(jī)堿、有機(jī)堿或氫氣。
5.如權(quán)利要求4所述的納米銀粒子的形成方法，其特征在于該無(wú)機(jī)堿包括氫氧化鈉或氫氧化鉀。
6.如權(quán)利要4所述的納米銀粒子的形成方法，其特征在于該有機(jī)堿包括胺。
7.如權(quán)利要求1所述的納米銀粒子的形成方法，其特征在于當(dāng)該反應(yīng)溶液被加熱至該溫度范圍之時(shí)，提供該促進(jìn)劑至該反應(yīng)溶液。
8.—種納米銀粒子的形成方法，其特征在于包括(a)提供異丙醇、聚乙烯吡咯烷酮與硝酸銀以形成反應(yīng)溶液；(b)在氣體存在下將該反應(yīng)溶液加熱至低于該異丙醇的沸點(diǎn)的溫度范圍以進(jìn)行形成銀粒子的反應(yīng)；以及(c)終止該反應(yīng)以使于該反應(yīng)中所形成的銀粒子的平均粒徑達(dá)50nm-100nm。
9.如權(quán)利要求8所述的納米銀粒子的形成方法，其特征在于該溫度范圍介于60°C至 80°C之間。
10.如權(quán)利要求8所述的納米銀粒子的形成方法，其特征在于該氣體包括氫氣。
11.如權(quán)利要求8所述的納米銀粒子的形成方法，其特征在于該反應(yīng)的反應(yīng)時(shí)間為 5-25小時(shí)。
12.如權(quán)利要求8所述的納米銀粒子的形成方法，其特征在于于步驟(b)與步驟(c)之間還包括停止該促進(jìn)劑的供應(yīng)并持續(xù)該反應(yīng)。
13.如權(quán)利要求12所述的納米銀粒子的形成方法，其特征在于于停止該促進(jìn)劑后持續(xù)該反應(yīng)10-20小時(shí)。
14.如權(quán)利要求8所述的納米銀粒子的形成方法，其特征在于于步驟(c)之后還包括使該反應(yīng)溶液維持于室溫5-15小時(shí)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種納米銀粒子的形成方法，包括(a)混合異丙醇、聚乙烯吡咯烷酮與硝酸銀以形成反應(yīng)溶液；(b)將該反應(yīng)溶液加熱至低于該異丙醇的沸點(diǎn)的溫度范圍以進(jìn)行形成銀粒子的反應(yīng)；(c)在促進(jìn)劑存在下持續(xù)該反應(yīng)；以及(d)終止該反應(yīng)以使于該反應(yīng)中所形成的銀粒子的平均粒徑達(dá)約50nm-100nm。本發(fā)明提供的納米銀粒子的形成方法能形成粒徑大于30nm的納米銀粒子。
文檔編號(hào)B22F9/24GK102310200SQ20111024379
公開(kāi)日2012年1月11日 申請(qǐng)日期2011年8月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月24日
發(fā)明者許宗儒, 郭安庭 申請(qǐng)人:明基材料有限公司, 明基材料股份有限公司