專利名稱：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)：
納米銀對于微生物具有極強的氧化性，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)用來形成抗菌材料，例如納米銀涂料等。然而，目前已有文獻證實，當(dāng)納米銀粒子尺寸小于30nm時具有非常高的生物毒性，且其對人體與自然界的外在有利菌亦會產(chǎn)生傷害。因此歐美國家對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，將金屬銀進行納米化而形成的納米尺度的銀顆粒即可稱為納米銀粒子。然而，傳統(tǒng)機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題。因此，現(xiàn)今大都采用化學(xué)還原方法來形成納米銀粒子。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，其所形成的納米銀溶液的顏色會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)為溶劑兼還原劑進行銀鹽的化學(xué)還原來合成納米銀粒子時，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的溫度范圍以進行形成銀粒子的反應(yīng)；(C)在促進劑存在下持續(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)溶液達到該溫度范圍時，開始對該反應(yīng)進行反應(yīng)時間的計算，其中該反應(yīng)的反應(yīng)時間為5-50小時。作為可選的技術(shù)方案，該促進劑包括葡萄糖、無機堿、有機堿或氫氣。作為可選的技術(shù)方案，該無機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，提供該促進劑至該反應(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的溫度范圍以進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)時間為5-25小時。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，于停止該促進劑后持續(xù)該反應(yīng)10-20小時。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。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)點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，并配合所附圖示，作詳細(xì)說明如下


圖Ia顯示于反應(yīng)時間為沈小時(h)所取得的實施例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)時間為18、26、40、46與49小時所取得的實施例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)時間為所取得的實施例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)時間為池與幾所取得的實施例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顯示實施例4的反應(yīng)溶液樣本的紫外光譜。圖北顯示實施例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。
具體實施例方式在本發(fā)明的一實施例中，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、硝酸銀進行混合以形成反應(yīng)溶液。在一實施例中，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的溫度范圍以進行形成銀粒子的反應(yīng)。此低于異丙醇的沸點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，在促進劑存在下，持續(xù)上述反應(yīng)。適用于此方法的促進劑可包括，但不限于，葡萄糖、無機堿、有機堿或氫氣。若促進劑為非氣體，則促進劑與上述反應(yīng)溶液的比例可為約0.01-2 97-99 (w/w)。上述作為促進劑的無機堿的例子可為氫氧化鈉與氫氧化鉀，而作為促進劑的有機堿，可例如胺與其類似物。在一實施例中，所使用的促進劑為葡萄糖。在另一實施例中，所使用的促進劑為氫氧化鈉。又在另一實施例中，所使用的促進劑為氫氣。而于本發(fā)明方法中供應(yīng)上述促進劑的時間點可如下所述當(dāng)上述反應(yīng)溶液被加熱至上述低于異丙醇的沸點的溫度范圍時，就立即將促進劑供應(yīng)至反應(yīng)溶液?；蛘?，在上述反應(yīng)溶液被加熱至上述低于異丙醇的沸點的溫度范圍之后一段時間，才將促進劑供應(yīng)至反應(yīng)溶液。然后，視需要而定，可停止促進劑的供應(yīng)并持續(xù)上述反應(yīng)的進行。于本發(fā)明中的反應(yīng)溶液達到上述的溫度范圍時，即開始進行上述反應(yīng)的反應(yīng)時間的計算，在一實施例中，反應(yīng)時間可為約5-50小時。隨后，可終止上述反應(yīng)以獲得平均粒徑可達約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單位進行測量。而在本發(fā)明的另一實施態(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、硝酸銀進行混合以形成反應(yīng)溶液。在一實施例中，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的溫度范圍以進行形成銀粒子的反應(yīng)。在一實施例中，上述反應(yīng)的反應(yīng)時間可為約5-25小時，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)的進行。在一實施例中，除上述反應(yīng)時間外，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。隨后，可終止上述反應(yīng)以獲得平均粒徑可達約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間。在一實施例中，在停止上述促進劑的供應(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。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單位進行測量。再者，在本發(fā)明又另一實施例中，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，其平均粒徑可達約50nm-100nm。實施例1.比較例(1)納米銀粒子的制備將異丙醇(商品編號CMOSl 11-00000-72EC，臺灣景明化工公司制造)、聚乙烯吡咯烷酮(商品編號CAS9003-39-8-85656-8，美國Sigma-Aldrich制造，分子量約為55000)與硝酸銀(商品編號 CAS7761-88-82169-03，美國 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以進行反應(yīng)。當(dāng)反應(yīng)溶液達70°C 時開始反應(yīng)時間的計算。在反應(yīng)時間為12、21.5、84、90小時之時對反應(yīng)溶液進行取樣。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的溫度范圍以進行形成銀粒子的反應(yīng)；(c)在促進劑存在下持續(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)溶液達到該溫度范圍時，開始對該反應(yīng)進行反應(yīng)時間的計算，其中該反應(yīng)的反應(yīng)時間為5-50 小時。
4.如權(quán)利要求1所述的納米銀粒子的形成方法，其特征在于該促進劑包括葡萄糖、無機堿、有機堿或氫氣。
5.如權(quán)利要求4所述的納米銀粒子的形成方法，其特征在于該無機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，提供該促進劑至該反應(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的溫度范圍以進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)時間為 5-25小時。
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劑后持續(xù)該反應(yīng)10-20小時。
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。
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的溫度范圍以進行形成銀粒子的反應(yīng)；(c)在促進劑存在下持續(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B22F9/24GK102310200SQ20111024379
公開日2012年1月11日 申請日期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 申請人:明基材料有限公司, 明基材料股份有限公司