专利名称：洁净金溶胶及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种金溶胶溶液及金溶胶溶液的制备方法。
100多年前法拉第等用无声放电法制备的金溶胶溶液，至今仍保存在法国科学院。金溶胶的稳定性，它的美丽的紫色和抑菌功能均引起了人们的极大关注。
近些年来，日、韩和东南亚一些国家和港、台等地区盛行食金风，甚至直接食用金箔、金粉，使金溶胶商业性开发提到研究日程上来了。
用无声放电法虽能制备出适宜于添加于食品、饮料、饮用水、酒及化妆品中的金溶胶溶液。但是，难以进行金溶胶的大批量，高浓度的制备。用化学还原法可以大批量地制备出高浓度的金溶胶，其难点在于还原剂的选择。可供选择的还原剂很多，包括醛类、单糖、草酸等有机还原剂，还有锌、铝等活泼金属。虽然上述有些还原剂能够大批量地制备出高浓度的金溶胶溶液，但由于加入还原剂引入了对人体有毒害的物质而不能采用。从成本、卫生、营养等角度来考虑，选择适宜的还原剂就成了待研究解决的课题了。
本发明的目的就在于研究制备出适宜作为食品、饮料、饮用水、酒及化妆品中的添加剂的一种洁净高浓度的金溶胶溶液。
本发明的另一个目的是研究出作为食品、饮料、饮用水、酒及化妆品中的一种洁净高浓度金溶胶的制备方法，使得用该法能生产出大批量的高浓度的金溶胶溶液。
本发明的一种洁净金溶胶溶液，由胶态金颗粒悬浮于水中，金溶胶的浓度为20-1000微克/毫升金，含0.05～1.5微克/毫升的氯，0.01～0.3微克/毫升的钠或钾，0.001～0.03微克/毫升的硼，其余为水。
所制备的金溶胶溶液浓度高，纯度高，杂质少、稳定性好，是一种洁净的金溶胶溶液。金溶胶的浓度可高达1000微克/毫升金，而金溶胶的浓度为200～600微克/毫升金时，金溶胶溶液的稳定性更高，在常温下实际上可以无限期地放置。
在金溶胶溶液中所含的杂质为0.05～1.5微克/毫升氯，通常含有0.5～1.5微克/毫升氯，还含有0.01～0.3微克/毫升钠或钾，通常为0.1～0.3微克/毫升钠或钾，0.001～0.03微克/毫升硼，通常为0.01～0.03微克/毫升硼。氯、钠或钾、硼杂质的总含量可以降低至2ppm/毫升以下。本发明的这种洁净金溶胶溶液，完全适宜于用作食品、饮料、饮用水、酒及化妆品的添加剂。
本发明的一种洁净金溶胶溶液的制备方法，以氯金酸水溶液为原料液，在搅拌下向氯金酸原料液中分次慢慢加入作为还原剂的硼氢化钠或硼氢化钾进行还原反应，所加入的还原剂的量为按化学计量的要求，再过量1-5％，将经还原过的原料液经净化后制成所需要浓度的金溶胶溶液。
所用的原料液氯金酸水溶液的浓度为含有20-1000微克/毫升金为好，又以含有200～600微克/毫升金为更佳。其还原反应一般在10～60℃的温度范围内进行，又在室温下进行还原反应为好，所说的室温为10～30℃。但是还原反应进行的温度不要超过60℃。所用的还原剂为硼氢化钠NaBH4或硼氢化钾KBH4，所加入还原剂的量按化学计量要求，再过量1-5％。具体地说，用硼氢化钠作为还原剂时，大体上用1份重量的硼氢化钠可以制备出含11～13份重量的金胶粒的金溶胶溶液；若用硼氢化钾作为还原剂时，大体上用1份重量的硼氢化钾可以制备出含8-10份重量的金胶粒的金溶胶溶液。硼氢化钠可以还原水中的氢。用硼氢化钠作为还原剂时直接以固体的形式加入到作为原料液的氯金酸的水溶液中。若用硼氢化钾作为还原剂时，可以直接以其固体的形式加入，也可以配成水溶液后加入。还原剂要缓缓地加入，具体说还原剂以固体的形式加入时，要少量多次地缓缓加入，若以水溶液形式加入还原剂时，还原剂的水溶液要滴加。在加入还原剂的同时要搅拌原料液，也就是说在进行还原反应的过程中要进行不断的搅拌，以免析出海绵金，其搅拌速度的大小，对产品的质量无显著的影响。在还原剂加完后，最好再继续搅拌10-40分钟，用上述的方法制备出的金溶胶的浓度可高达1000微克/毫升金。为金溶胶的浓度为200～600微克/毫升时，其稳定性更高，低于这个浓度的金溶胶更容易制备。
在制得金溶胶溶液后，为了除去原料液、还原剂带入的杂质，必须对用还原法制备出的金溶胶溶液进行净化，可以用透析法或超滤法进行净化，以除去杂质氯、钠或钾及硼，杂质氯、钠或钾及硼的残留量可以通过控制透析或超滤的时间来调节控制。在通常的条件下，大体上通过2-4小时的透析或20-40分钟的超滤，杂质氯、钠或钾及硼的总量即可降低至1.5～2.0微克/毫升。透析或超滤均用蒸馏水、去离子水、纯度更高的水其中的一种。
用上述制备金溶胶溶液的方法所制备的金溶胶溶液完全适宜于作为食品、饮料、饮用水、酒及化妆品的添加剂。
本发明的优点就在于1.本发明的金溶胶溶液洁净，金溶胶的浓度高、稳定性高，氯、钠或钾及硼的杂质总量低，完全可以用于食品、饮料、饮用水、酒及化妆品的添加剂。
2.本发明的制备金溶胶的方法的优点，是找到了理想的还原剂硼氢化钠或硼氢化钾，从还原剂引入的微量钠和钾对人体是无害的，微量的硼对人体是有益的，又找出了对制备出的金溶胶有效的净化方法，可以简便有效地除去杂质，由于所选择的还原剂的还原能力极强，使还原反应可以在室温或略高于室温的温度下进行，节约了能源。本发明方法工艺简便，所生产出的产品成本低廉，又可以大批量地生产。
用以下非限定性实施例对本发明的一种洁净金溶胶及其制备方法作进一步的说明，将有助于对本发明及其优点的理解，而不作为对本发明的限定，本发明的保护范围由权利要求书来决定。
实施例1本实施例的一种洁净金溶胶溶液，由胶态金颗粒悬浮于水中，金溶胶的浓度为200微克/毫升金，含有1.5微克/毫升氯，0.15微克/毫升钠，0.014微克/毫升硼，其余为水。
其制法为以浓度为200微克/毫升金的500毫升的氯金酸水溶液为原料液，于25℃的温度下，在不断地搅拌中向氯金酸原料液中，分5次以固体的形式加入总量为7.4毫克的作为还原剂的硼氢化钠(分析纯，化学纯亦可，但其纯度越高越好)，其金与硼氢化钠的摩尔比为8∶3.07，2次加入还原剂至少间隔1分钟，将作为还原剂的硼氢化钠加完后，再继续搅拌10分钟，得到紫色金溶胶溶液，将得到的紫色金溶胶溶液在中空纤维型超滤器中(购自天津纺织工学院膜分离技术研究所)，用蒸馏水超滤30分钟，超滤器允许小于10000分子量的分子通过，经超滤后而得到上述的金溶胶溶液。
实施例2
本实施例2的一种洁净金溶胶溶液，由胶态金颗粒悬浮于水中，金溶胶的浓度为196.1微克/毫升，含1.2微克/毫升氯，0.1微克/毫升钾，0.015微克/毫升硼，其余为水。
其制法为以浓度为200微克/毫升金的500毫升氯金酸水溶液为原料液，于30℃的温度下，在不断搅拌中向氯金酸原料液中，滴加作为还原剂的10毫升含10.4毫克的硼氢化钾(分析纯)水溶液。其金与硼氢化钾的摩尔比为8∶3.04，在10分钟内加完10毫升的还原剂硼氢化钾水溶液，再继续搅30分钟，得到紫色金溶胶溶液。将得到的紫色金溶胶溶液，在适当直径(本实施例为2厘米的直径)的透析袋中透析，本实施例中所使用的透析袋购自美国联合碳化物公司，透析袋在用前，彻底清洗处理，透析袋外用流动的蒸馏水，经2小时的透析后，制成了上述的金溶胶溶液。
实施例3与实施例1基本相同，唯不同的是，其原料液为500微克/毫升金的氯金酸水溶液，其产品金溶胶的浓度为500微克/毫升金，含有1.4微克/毫升氯，0.11微克/毫升钠，0.014微克/毫升硼，其余为水。
实施例4与实施例1基本相同，唯不同的是金溶胶的浓度为588.3微克/毫升金，含有1.3微克/毫升氯，0.11微克/毫升钾，0.014微克/毫升硼，其余为水。
权利要求
1.一种洁净金溶胶溶液，由胶态金颗粒悬浮于水中，其特征是，金溶胶的浓度为20-1000微克/毫升金，含0.05～1.5微克/毫升的氯，0.01～0.3微克/毫升的钠或钾，0.001～0.03微克/毫升的硼，其余为水。
2.根据权利要求1的一种洁净金溶胶溶液，其特征是，金溶胶的浓度为200～600微克/毫升的金。
3.根据权利要求1的一种洁净金溶胶溶液，其特征是，含有0.5～1.5微克/毫升氯。
4.根据权利要求1的一种洁净金溶胶溶液，其特征是，含有0.1～0.3微克/毫升钠或钾。
5.根据权利要求1的一种洁净金溶胶溶液，其特征是，含有0.01～0.03微克/毫升硼。
6.根据权利要求1的一种洁净金溶胶溶液，其特征是，金溶胶的浓度为200～600微克/毫升的金，含有0.5～1.5微克/毫升的氯，0.1～0.3微克/毫升的钠或钾，0.01～0.03微克/毫升的硼。
7.制备一种洁净金溶胶溶液的方法，其特征是，以氯金酸水溶液为原料液，在搅拌下向氯金酸原料液中分次慢慢加入作为还原剂的硼氢化钠或硼氢化钾进行还原反应，所加入的还原剂的量为按化学计量的要求，再过量1～5％，将经还原过的原料液经净化后制成金溶胶溶液。
8.根据权利要求7的制备一种洁净金溶胶的方法，其特征是，原料液氯金酸水溶液的浓度为含有20-1000微克/毫升的金。
9.根据权利要求8的制备一种洁净金溶胶的方法，其特征是，原料液氯金酸水溶液的浓度为含有200～600微克/毫升的金。
10.根据权利要求7的制备一种洁净金溶胶的方法，其特征是，其还原反应在10-60℃的温度范围内进行。
11.根据权利要求7的制备一种洁净金溶胶的方法，其特征是，其还原反应在10-30℃的温度范围内进行。
12.根据权利要求7的制备一种洁净金溶胶的方法，其特征是，在还原剂加完后，再继续搅拌10-40分钟。
13.根据权利要求7的制备一种洁净金溶胶的方法，其特征是，还原制得的金溶胶溶液用透析或超滤进行净化。
14.根据权利要求13的制备一种洁净金溶胶的方法，其特征是，通过2-4小时的透析。
15.根据权利要求13的制备一种洁净金溶胶的方法，其特征是，通过20-40分钟的超滤。
16.本发明的一种金溶胶溶液可以作为食品、饮料、饮用水、酒及化妆品的添加剂。
全文摘要
本发明涉及一种金溶胶溶液及其制法。金溶胶溶液中金溶胶的浓度为20～1000微克/毫升的金,还含有微量氯、钠或钾及微量硼。其制法为以氯金酸为原料液,以硼氢化钠或硼氢化钾为还原剂进行还原反应,再经净化而制成。本发明的金溶胶溶液其浓度高,稳定性强,杂质含量低,可用于食品、饮料、酒及化妆品的添加剂。本发明的方法便于去除杂质、工艺简便,成本低,又可大批量生产。
文档编号B01J13/00GK1193551SQ97100840
公开日1998年9月23日 申请日期1997年3月14日 优先权日1997年3月14日
发明者胡绪英 申请人:廊坊金冠矿泉水饮料有限公司