可见分光光度法测定纳米银溶液的银含量及其应用

可见分光光度法测定纳米银溶液的银含量及其应用*基金项目：2011年江苏省大学生实践创新训练计划项目，苏教高201125号；张家港市科技孵化项目，编号：ZFH1004；江苏省“青蓝工程”资助，苏教师2010 27号。作者简介：王海娟（1974-），女，工程师，主要从事纺织品检验检测工作，。王海娟1，武娜娜2，程永林2，张峰2，徐思俊3（1. 苏州市纤维检验所，江苏，张家港 ；2. 沙洲工学院纺织工程系，江苏，张家港 ； 3. 张家港耐尔纳米科技有限公司，江苏，张家港 ）摘 要:采用可见分光光度法快速测定耐尔纳米银溶液的银含量。试验表明，在408nm处，纳米银溶液的吸光度与溶液中的银含量在2mg/l10mg/l范围内呈良好的线性关系（R=0.9998，n=5），相对标准偏差为0.070.22%，回收率为98.30104.44%。应用于浸渍法医用载银抗菌粘胶纤维的制备，通过测定纳米银溶液处理粘胶纤维前后溶液的吸光度变化计算医用载银抗菌粘胶纤维的银含量与电感耦合等离子发射光谱（ICP-AES）测试结果基本一致。关键词:可见分光光度法；纳米银溶液；含量测试；吸光度Determination the Ag content in Nano-silver solution by Vis-spectrophotometric Method and Its ApplicationWANG Haijuan1, WU Nana2, CHEN Yonglin2, ZHANG Feng2, XU Sijun3(1. Suzhou Fiber Inspection Institute, Zhangjiagang Jiangsu ; 2.Department of Textile Engineering, Shazhou Institute of Technology, Zhangjiagang Jiangsu ; 3. Zhangjiagang nellnano technology Co.,LTD ,Zhangjiagang ,Jiangsu .)Abstract: To determine the Ag content in Naier Nano-silver solution by Vis-spectrophotometric Method. Results show that the absorbance of Nnao-silver solution at 408 nm being in proportion to the Ag content of Nnao-silver solution. The linear range is 2mg/l10mg/l(R=0.9993,n=3),the relative standard deviation (RSD) of this method was in the range of 0.070.22%, and the recoveries in the range of 98.30104.44%. Applied such method in preparation of medical silver-viscose fiber by dipping method, the silver content of the medical silver-viscose fiber which determined by testing the absorbance of the Nano-silver solution before and after treated viscose fiber are in according with the result which determined by Inductively Coupled Plasma Atomic Emission Spectrometer (ICP-AES).keywords: Vis-spectrophotometry; Nano-silver solution; content determination; Absorbance纳米银因具有小尺寸效应、表面效应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应等，显现出不同于常规的物理、化学和生物性能，包括优异的抗菌性能1-2。目前，已有大量纳米银溶液或载银纳米材料的应用研究，如研究应用于药物3-6、纺织7-8、涂料和水处理等领域。在医用敷料，如创伤贴、吸水垫中，经纳米银处理的载银粘胶纤维已得到广泛应用。采用浸渍法对粘胶纤维进行处理，是获取均匀载银粘胶纤维的较好途径。耐尔纳米银是一种平均粒径为10nm左右的纳米银溶液，不仅具有粒径均匀、稳定性能好，耐酸耐碱和耐盐性能优异等特点，而且对纺织纤维，特别是对纤维素纤维具有优异的吸附性能，并具有一定的吸附牢度，这为浸渍法制备载银粘胶纤维提供了可能。载银粘胶纤维的抗菌性能与银离子的释放速度有关，而银离子的释放与载银粘胶纤维的吸附量成正比，因此载银粘胶纤维加工的医用敷料的银含量直接影响了敷料的抗菌性能。测定载银粘胶纤维的银含量往往主要采用原子吸收光谱法或电感耦合等离子发射光谱(ICP-AES)，但测试方法较为复杂且受仪器的限制，不便于快速测定。纳米银溶液在可见光范围内有特征吸收峰，对光的吸收应遵循朗伯-比尔(Lambert-Beer)定律，故理论上可利用分光光度法测定纳米银的浓度。本文即探索利用分光光度法测定纳米银溶液的浓度，并应用于载银粘胶纤维制备过程中的银含量控制。1实验材料和仪器实验材料：粘胶纤维（张家港市锦丰轧花剥绒有限责任公司）；耐尔纳米银溶液(张家港耐尔纳米科技有限公司)，去离子水（自制）。仪器：751MC型可见紫外分光光度计（上海精密科学仪器有限公司）；722N型可见分光光度计（上海精密科学仪器有限公司）；FA/JA系列电子天平（上海上平仪器有限公司）；Vista MPX电感耦合等离子体原子发射光谱仪（Varian，美国）。2纳米银溶液定量测定方法的确定2.1 测定波长的选择采用去离子水逐级稀释耐尔纳米银溶液，得到银含量约为20mg/l纳米银溶液，以去离子水为参比，利用751MC型可见紫外分光光度计，在280600nm波长范围扫描，结果如图1所示。图1纳米银溶液的紫外-可见吸收光谱（20mg/l）在紫外-可见光范围内的特征吸收是纳米银溶液的重要性质。由图1可以看出，耐尔纳米银溶液在波长为407.9nm时出现特征峰，故本文拟在408nm处讨论可见分光光度法测定纳米银溶液浓度的可行性。2.2 标准曲线的绘制图2 纳米银标准溶液工作曲线采用去离子水逐级稀释耐尔纳米银溶液，精确配制浓度为2.00mg/l，4.00mg/l，6.00mg/l，8.00mg/l，10.00mg/l的纳米银溶液。以去离子水为参比，利用722N型可见分光光度计，在408nm处测定其吸光度，并以浓度C对吸光度A作图，结果如图2所示。可见纳米银溶液的浓度与吸光度之间存在优异的线性关系（R=0.9998，n=5），符合朗伯-比尔(Lambert-Beer)定律。3 回收率试验随机移取一定体积的纳米银溶液，经稀释分别获得精确浓度为4.32mg/l、8.76 mg/l和60.5mg/l的纳米银溶液。前二个浓度的纳米银溶液在标准曲线测定范围之内，直接进行测试；第三个纳米溶液浓度过高，稀释十倍后采用上述方法进行测试。每个浓度测三次，结果如表1所示。从表1数据来看，虽然测量结果与配制深度之间存在一定的误差，但均能基本反映原配制纳米银溶液的浓度。表1 回收率试验结果序号配制浓度 （mg/l）吸光度A测得浓度 （mg/l）回收率RSD （%）14.320.5454.50104.060.220.5474.51104.440.5444.49103.8828.761.0598.6198.300.071.0608.6298.391.0608.6298.39360.50.75561.75261.5101.700.75461.7101.97另外，在上述测定方法确定过程中，发现纳米银溶液对比色皿的吸附较为明显，因此测定前后应采用稀硝酸溶液浸泡比色皿，去除表面吸附的纳米银颗粒，以免影响测试结果。4 载银粘胶纤维制备过程中的应用用去离子水将耐尔纳米银原液分别稀释至5mg/l、10mg/l，20mg/l，30mg/l，50mg/l，100mg/l、150mg/l和200mg/l的纳米银溶液，控制浴比1：20，将1g粘胶纤维浸渍于上述纳米银溶液中，60浸渍处理20min，水洗、烘干。分别测试浸渍前后纳米银溶液的吸光度，计算吸附到纤维上的银含量，其中若纳米银溶液浓度较高时，采用先稀释再测量的方法。同时为了验证上述测试方法的可靠性，取烘干的载银粘胶纤维50mg溶解于10ml浓硝酸（65%）中，用水稀释10倍，取少量上层清液送样，采用ICP-AES 电感耦合等离子体发射光谱仪测量其在Ag波段（328nm）上的值，然后计算溶液中纳米银的含量，并计算载银粘胶纤维的银含量。二种测试方法所得结果如表3。表3不同浓度纳米银溶液制备载银粘胶纤维的银含量纳米银溶液浓度（mg/l）510203050100150200载银粘胶纤维银含量（mg/kg）可见分光光度法99.8198.4398.2597.6997.51456.51487.81543.2ICP-AES95.6202.8389.5589.4987.61586.41595.71645.2从表3数据结果来看，当采用的纳米银溶液浓度低于50mg/l时，纳米银几乎完全被粘胶纤维所吸附，可见分光光度法的测量结果亦表明载银粘胶纤维上的银含量基本上是纳米银溶液的浓度和浴比的乘积，测量结果与ICP-AES测量结果相一致；当纳米银溶液浓度达到100mg/l以上时，粘胶纤维对纳米银的吸附接近饱和，银含量达到一稳定范围，同时可见分光光度法测量结果略低于ICP-AES测量结果，这可能原因是在测试过程中，比色皿表面吸附少量的纳米银，导致浸渍后纳米银溶液的吸光度值偏高，最终导致载银粘胶纤维银含量测量值偏低。5 结论（1）采用可见分光光度法快速测定纳米银溶液的浓度是可行的，测定波长为408nm，纳米银溶液浓度在0.2mg/l10mg/l范围内，测量吸光度值与溶液浓度之间有优异的线性关系（R=0.9998，n=5），相对标准偏差为0.070.22%，回收率为98.30104.44%。（2）应用于载银抗菌粘胶纤维的制备，可通过测定纳米银溶液浸渍前后的吸光度变化，快速测定载银抗菌粘胶纤维的银含量。参考文献1 杨东辉. 纳米银溶胶的制备及抗菌性能的研究J. 辽宁大学学报，2010，37(4):314-317.2 Morones JR, Elechiguerra JL, Camacho A, Holt K, Kouri JB, Ramirez JT, Yacaman MJ. The bactericidal effect of silver nanoparticles J. Nanotechnology, 2005, 16: 2346 - 2353.3 胡晓葬，张普柱，孙永华纳米银抗菌医用敷料银离子吸收和临床应用J中华医学杂志，2003，83(24)：217821794 Chen X, Schluesener H. Nanosilver: a nanoproduct in medical application J. J. Toxicology Letters, 2008, 176: 1 - 12.5 Ohashi S, Saku S, Yamamoto K. Antibacterial activity of silver inorganic agent YDA filler J. Journal of Oral Rehabilitation, 2004, 31(4): 364 - 367.6 Bosetti M, Mass A, Tobin E, Ca