[发明专利]一种蚕丝蛋白纳米银水溶胶的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种蚕丝蛋白纳米银水溶胶的制备方法，属于纳米材料技术领域。

背景技术

纳米银是粒径在纳米级的金属银单质，纳米银材料具备特异的表面效应、小尺寸效应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应，呈现出诸多奇异理化性质，尤其在电子、光学、抗菌和催化等方面性能优势明显，广泛用于催化剂材料、电池电极材料、低温导热材料、导电浆料、抗菌材料及医用材料，前景广阔。

通常纳米银的制备方法为物理方法和化学方法，其中化学方法因制得的纳米银分散性好，粒径集中，形貌均匀而被较多使用，但其制备过程引入的还原剂（水合肼、硼氢化盐等）或稳定剂（聚乙烯吡咯烷酮、十二烷基硫酸钠、偏磷酸盐等）均有毒性甚至致癌，对环境和生物体有潜在危害。近年兴起的生物还原法制备纳米银，因原料广泛、反应温和、设备要求低、产物稳定且环境友好等优点，被大力提倡，其中采用天然高分子还原制备纳米银作为一种绿色环保的方法已引起广泛关注。

中国发明专利（CN102228995A）“一种多糖－纳米银溶胶及其制备方法”中，公开了一种多糖－纳米银溶胶及其制备方法，具体涉及一种羧甲基壳聚糖季铵盐－纳米银溶胶的制备方法，方法先将AgNO₃转化为更活泼的[Ag(NH₃)₂]OH，再用羧甲基壳聚糖季铵盐作为还原剂和稳定剂，采用微波辐射加热法在常压下水相中制备得到羧甲基壳聚糖季铵盐－纳米银溶胶，制备过程符合“绿色化学”理念。

我国为蚕丝的最大产量国，每年都产生大量废蚕丝，而蚕丝重量的20～30%即为丝胶蛋白，是一种宝贵的天然蛋白质资源，其作为废物被直接排放，既造成环境污染，更是巨大的资源浪费。因此，利用丝蛋白开发高科技含量、高附加值的系列产品，不仅能充分利用我国的资源优势，还能“变废为宝”，带来可观经济效益。丝胶蛋白作为一种球状蛋白，带极性残基的氨基酸含量较高，结构特点决定了它可对银离子有良好的络合和还原能力，可作为还原剂制备纳米银。

淀粉作为一种多糖类再生性天然高分子，来源广泛，价格低廉。可溶性淀粉主要是直链淀粉，是由多个葡萄糖单元构成的含有丰富羟基的高分子，可通过分子内和分子间的氢键作用形成分子水平的“胶囊”，为金属纳米颗粒的生长提供模板。

发明内容

本发明的目的在于提供一种蚕丝蛋白纳米银水溶胶及其制备方法，得到的纳米银粒径小、分布均匀，稳定性好，且制备过程反应温和、操作方便、绿色环保。

本发明的技术方案是提供一种蚕丝蛋白纳米银水溶胶的制备方法，包括如下步骤：

(1) 将固体硝酸银溶解或分散于去离子水中，得到浓度为0.01～0.5mol/L的硝酸银溶液；

(2) 将可溶性的直链淀粉溶解或分散于去离子水中，在60～100℃的温度条件下搅拌至完全糊化，得到浓度为0.1～5wt%的淀粉溶液；

(3) 将可溶性蚕丝蛋白溶解或分散于去离子水中，配制成浓度为0.5～5 wt%的蚕丝蛋白溶液；

(4) 将所述淀粉溶液与所述硝酸银溶液按体积比1:6～1:1混合，得到淀粉－硝酸银二元复合溶液；

(5) 按体积比1:2～10:1将所述蚕丝蛋白溶液与淀粉－硝酸银二元溶液混合，得到蚕丝蛋白－淀粉－硝酸银的三元复合溶液；用氨水调节三元复合溶液的pH值为8～10，在20～80℃的温度条件下搅拌5min～12h，得到银粒径为1～100nm的蚕丝蛋白钠米银水溶胶。

所述可溶性的直链淀粉包括玉米淀粉、麦类淀粉、木薯淀粉、红薯淀粉、甘薯淀粉、马铃薯淀粉、莲藕淀粉、菱角淀粉和荸荠淀粉中的一种或多种。

所述可溶性蚕丝蛋白为分子量1～5KDa的小分子量丝蛋白肽，包括丝胶蛋白肽或丝素蛋白肽；其制备方法为：按质量比1:50～1:10将蛋白酶和丝蛋白溶液混合，在搅拌条件下水解30～120min后终止反应，得到的溶液经0.22～0.65μm的微孔滤膜过滤，滤液经浓缩、干燥后得到分子量为1～5KDa的丝蛋白肽粉末。所述蛋白酶为木瓜蛋白酶、中性蛋白酶、胰蛋白酶，胰凝乳蛋白酶、胃蛋白酶、枯草杆菌蛋白酶、嗜热菌蛋白酶中的一种或多种。