CN103726407A

CN103726407A - 一种阴离子羧甲基纤维素包裹纳米银多功能造纸助剂及其制备方法

Info

Publication number: CN103726407A
Application number: CN201410010296.5A
Authority: CN
Inventors: 刘凯; 陈礼辉; 黄六莲; 林新兴
Original assignee: Fujian Agriculture and Forestry University
Current assignee: Fujian Agriculture and Forestry University
Priority date: 2014-01-09
Filing date: 2014-01-09
Publication date: 2014-04-16

Abstract

本发明公开了一种阴离子羧甲基纤维素包裹纳米银多功能造纸助剂及其制备方法。该方法使用硝酸银为原料，以硼氢化钠为还原剂，在羧甲基纤维素溶液（一种造纸干强剂）中，使用还原法制备纳米银颗粒。将羧甲基纤维素溶液与硝酸银溶液进行混合，并置于冰水浴中搅拌10min，逐滴滴加NaBH₄(硼氢化钠)溶液反应30min后即得阴离子羧甲基纤维素包裹纳米银溶液；最后将纸页浸置在该阴离子纳米银中，得到高强度高抗菌性功能纸。本发明利用阴离子纳米银多功能造纸助剂涂布到纸张表面，使得纸张同时具有高强度和高抗菌性能，改进了纸张的低强度与无抗菌性的两大缺点，使其具有较高的应用价值。

Description

一种阴离子羧甲基纤维素包裹纳米银多功能造纸助剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种用于造纸用多功能助剂，具体地说，是涉及一种阴离子羧甲基纤维素包裹纳米银多功能造纸助剂及其制备方法。

背景技术

在造纸工业中，各种抗菌剂占有重要的地位。纳米无机抗菌材料是一种新型抗菌材料，与有机抗菌剂相比，具有广谱、耐久、安全的特点。其中，银系抗菌材料因其毒性低、抗菌活性高、抗菌谱广，已成为目前应用最广泛的无机抗菌材料。纳米银胶就是将粒径做到纳米级的金属银单质，这样进一步加强了其抗菌能力。由于纳米银颗粒在溶液体系中不稳定，容易发生絮聚作用，从而影响其抗菌性能。另外，纳米银只有抗菌作用，不能赋予纸张增强性能，无法满足多功能纸制品的需求。因此，制备具有多功能的纳米银造纸助剂将具有十分广泛的用途。

发明内容

本发明的目的在于改进纳米银本身易絮聚的不足，提供一种新型阴离子纳米银多功能造纸助剂及其制备方法。

为实现本发明的目的，所采用的技术方案是：

一种阴离子纳米银多功能造纸助剂及其制备方法，包括如下步骤：

使用硝酸银为原料，以硼氢化钠为还原剂，在羧甲基纤维素溶液（一种造纸干强剂）中，使用还原法制备纳米银颗粒。将20 ml 0.1-5%羧甲基纤维素溶液与20 ml 1-20mmol/L硝酸银溶液进行混合，并置于冰水浴中搅拌，逐滴滴加1-20mmol/L NaBH₄ (硼氢化钠)溶液反应后即得阴离子纳米银溶液，该阴离子纳米银的Zeta电位为-47mV。

为进一步实现本发明目的，所述羧甲基纤维素溶液的质量浓度优选为0.8-5 wt%；

所述硝酸银溶液的摩尔浓度为1-8mmol/L ；

所述NaBH₄溶液的摩尔浓度为1-8mmol/L。

一种阴离子纳米银多功能造纸助剂，由上述方法制备而成。

相对于现有技术，本发明具有如下优点：

随着社会的进步发展和人民的生活水平的提高，人类对生活质量的要求也变得越来越高。不仅希望自己的生活环境干净舒适，而且还更希望能够是无菌的，远离病原体的威胁。在这个背景之下，越来越多的研究人员将目光投入到了研究抗菌材料的领域里。纳米银具有耐久性好、抗菌效率高、耐高温、安全性好的特点，已成为一种重要的不可缺少的造纸化学品之一。但利用羧甲基纤维素溶液作为保护剂，使得纳米银具有非常好的稳定性，并为其提供多功能性的阴离子纳米银的制备还未见报道。本发明针对目前纳米银本身稳定性差的不足，在羧甲基纤维素溶液中，通过化学还原法，利用硼氢化钠将硝酸银还原成纳米银，从而提高纳米银颗粒的稳定性，并赋予纳米银多功能性，最后将纸页浸置在该阴离子纳米银中，得到高强度高抗菌性纸，从而在提高纸张抗张强度的同时，还可赋予纸张高效抗菌性能。

附图说明

图1为本发明实施例1制备的阴离子纳米银的透射电镜图。

图2为不同浸置时间***离子纳米银对纸张干强度的影响图。

图3为原纸与涂布阴离子纳米银的特种纸对大肠杆菌的抑制效果比较图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明方法作进一步的详细说明。需要特别说明的是，本发明的保护范围应当包括但不限于本实施例所公开的技术内容。

实施例１

使用硝酸银为原料，以硼氢化钠为还原剂，在羧甲基纤维素溶液（一种造纸干强剂）中，使用还原法制备纳米银颗粒。将20 ml 1%羧甲基纤维素溶液与20 ml 1mmol/L硝酸银溶液进行混合，并置于冰水浴中搅拌10 min，逐滴滴加1mmol/L NaBH₄ (硼氢化钠)溶液反应30min后即得阴离子纳米银溶液, 通过测定纳米银的Zeta电位为-47mV，说明其具有阴离子性，因此是阴离子纳米银溶液。

实施例2

使用硝酸银为原料，以硼氢化钠为还原剂，在羧甲基纤维素溶液（一种造纸干强剂）中，使用还原法制备纳米银颗粒。将20 ml 2%羧甲基纤维素溶液与20 ml 2mmol/L硝酸银溶液进行混合，并置于冰水浴中搅拌10 min，逐滴滴加2mmol/L NaBH₄ (硼氢化钠)溶液反应30min后即得阴离子纳米银溶液, 通过测定纳米银的Zeta电位为-47mV，说明其具有阴离子性，因此是阴离子纳米银溶液。

实施例3

使用硝酸银为原料，以硼氢化钠为还原剂，在羧甲基纤维素溶液（一种造纸干强剂）中，使用还原法制备纳米银颗粒。将20 ml 5%羧甲基纤维素溶液与20 ml 5mmol/L硝酸银溶液进行混合，并置于冰水浴中搅拌10 min，逐滴滴加5mmol/L NaBH₄ (硼氢化钠)溶液反应30min后即得阴离子纳米银溶液, 通过测定纳米银的Zeta电位为-47mV，说明其具有阴离子性，因此是阴离子纳米银溶液。

实施例4

性能测试：

1、抗菌纸的强度检测

将纸页浸置在实施例1制备的阴离子纳米银中，得到高效抗菌张，并对该抗菌纸的强度进行测定，结果如图2所示。可以看出，随着浸置时间的增加，纸张的干强度得到了较为明显的提升。这主要是因为该阴离子纳米银颗粒表面带有羧甲基纤维素，在干燥过程中容易与纸张纤维的羟基产生氢键，从而对纸张具有较好的增强作用，由此证明本发明制得的阴离子纳米银为羧甲基纤维素包裹的阴离子纳米银颗粒。

2、抗菌张的抗菌性能检测

为说明本发明新型阴离子纳米银多功能造纸助剂对纸张的抗菌性能，测定原纸与抗菌纸的抗菌性能。

将纸页浸置在实施例1制备的新型阴离子纳米银多功能造纸助剂中，得到高效抗菌纸，将抗菌纸和原纸分别对大肠杆菌的抑制性进行了检测，结果如图3所示。可以看出，与原纸相比，涂布了阴离子纳米银的抗菌纸具有明显的抑菌圈，因此该新型阴离子纳米银多功能造纸助剂对纸张具有优良的抗菌性能。

Claims

1.一种阴离子羧甲基纤维素包裹纳米银多功能造纸助剂的制备方法，其特征在于包括如下步骤：

使用硝酸银为原料，以硼氢化钠为还原剂，在羧甲基纤维素溶液中，使用还原法制备羧甲基纤维素包裹阴离子纳米银颗粒。

2.根据权利要求1所述的阴离子纳米银多功能造纸助剂的制备方法，其特征在于：将20 ml 0.1-5wt%羧甲基纤维素溶液与20 ml 1-20mmol/L硝酸银溶液进行混合，并置于冰水浴中搅拌，逐滴滴加1-20mmol/L NaBH₄ (硼氢化钠)溶液反应后即得羧甲基纤维素包裹阴离子纳米银溶液。

3.根据权利要求1或2所述的阴离子纳米银多功能造纸助剂的制备方法，其特征在于：所述羧甲基纤维素溶液的质量浓度优选为0.8-5 wt%；

所述硝酸银溶液的摩尔浓度为1-8mmol/L ；

所述NaBH₄溶液的摩尔浓度为1-8mmol/L。

4.一种阴离子纳米银多功能造纸助剂，其特征在于由权利要求1-3任一所述的方法制备而成。