CN102149393B - 抗菌银溶液 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种制备浓缩液的方法，所述浓缩液包含水、柠檬酸根离子和银离子，所述方法包括提供一定量的柠檬酸三银；提供一定量的柠檬酸，其中，以重量计，柠檬酸的量至少是柠檬酸三银的量的19倍；并且在一定量的水中混合柠檬酸三银和柠檬酸，从而形成浓缩液，其中，选择水的量，使得浓缩液具有至少300g/l的柠檬酸根离子浓度。本发明公开了一种浓缩液，其包含水、柠檬酸根离子和银离子，其中，浓缩液具有至少10g/l的银离子浓度。还公开了通过向含有水、柠檬酸根离子和银离子的浓缩液中加入水而制备的稀释液。
Description
技术领域
本发明涉及抗菌银溶液以及制备抗菌银溶液的方法。
背景技术
银的抗菌性能已经得到利用长达数个世纪。例如，地中海文明已经发现，在银容器中保存水使得水能够饮用。在中世纪，使用硝酸银用于治疗神经疾病、癫痫并且用于治愈梅毒。在1844年，一位德国产科医师Crede使用硝酸银溶液医除由于产后感染导致的新生儿眼炎。在1887年，von Behring还使用硝酸银溶液来治疗伤寒症和炭疽病。其他形式的银，例如用于防止食物腐败的覆盖层和用于对伤口和断骨进行外科治疗的银器和银箔，也已经使用了长达数个世纪。
认为可以通过银离子提供银的抗菌性能。结果，现有技术中已经进行了努力来制备含有银离子的组合物，用于提供抗菌性能。制备这些组合物的一个挑战在于提供相对“稳定的”组合物，原因是在使用前银离子将以离子形式保持在组合物中，使得在使用时可以获得银离子，以提供抗菌性能。制备这些组合物的另一个挑战在于提供制备相对经济的组合物的方法。
美国专利No.6,197,814(Arata)公开了一种包含柠檬酸银和柠檬酸的水溶液的含水消毒剂，所述含水消毒剂的制备方法包括在柠檬酸和水的溶液中通过电解方式产生银离子，银离子与柠檬酸反应形成通过电解方式产生的柠檬酸银，其浓度高于在相似的或者相同的柠檬酸和水的溶液中通过非电解方式产生的柠檬酸银的浓度。
美国专利No.6,838,095(Newman等人)公开了一种基本上非胶体溶液，其是通过将包含水、游离银离子源和基本上无毒的、基本上不含硫醇的、基本上水溶性的配位剂的成分组合在一起而制备的。
需要用于制备包含相对高浓度的银离子的相对稳定水溶液的相对经济的方法。还需要包含相对高浓度的银离子的相对稳定水溶液，其可以直接或者稀释后使用，用作抗菌组合物。
发明内容
在本文中提及操作参数、范围、范围的下限和范围的上限并非意图提供对本发明的范围的严格限制，而是应当在本文教导的范围内理解为表示“大致上”、“大约”或者“基本上”，除非特别指明。
对上段作出进一步的说明，在本文中提及的用“g(克)”、“mol(摩尔)”、“重量％”、“ppm”等等表示的化合物的量是基于所描述的化合物的大致摩尔重量。例如，在本文中，柠檬酸的摩尔重量认为是大约192g/mol，柠檬酸根离子的摩尔重量认为是大约189g/mol，柠檬酸三银的摩尔重量认为是大约513g/mol，并且，硝酸银的摩尔重量认为是大约170g/mol。
对前面两段作出进一步的说明，在本文中，“g(克)”、“mol(摩尔)”、“重量％”、“ppm”等等之间的转换是大致的转换。例如，对于本文目的，2摩尔柠檬酸和2摩尔柠檬酸根离子都认为构成大约400克。
本发明大体上涉及制备溶液的方法，所述溶液包含水、合适的羧酸和羧酸的合适的银盐。本发明还大体上涉及包含水、合适的羧酸和羧酸的合适的银盐的溶液。
本发明的溶液可以是浓缩液或者稀释液。浓缩液是根据本发明制备的具有高的银离子浓度的溶液，所述浓度至少是10g/l。稀释液是由浓缩液制备的溶液，其具有低的银离子浓度，所述浓度小于高的银离子浓度。
特别适用于本发明的羧酸是柠檬酸，并且，特别适用于本发明的银盐是柠檬酸三银。其他可能适用的羧酸包括，但不限于，羟基乙酸、乳酸、α-羟基丁酸、苯基乙醇酸、甘油酸、苹果酸、酒石酸和内消旋酒石酸(meso-tartaricacid)。
在正常的物理化学条件(即，室温和大气压力)下，柠檬酸三银在水中表现出相对低的溶解度。根据默克索引(Merck Index)，柠檬酸三银在水中的溶解度是3500份水中大约1份柠檬酸三银(即，大约285ppm或者大约0.285g/l或者大约0.0026mol/l)。
本发明部分地基于以下发现：柠檬酸三银在柠檬酸水溶液中表现出相对较高的溶解度，所述溶解度与水溶液中的柠檬酸(即，柠檬酸根离子)的浓度成比例。
而且，本发明部分地基于以下发现：包含水、柠檬酸根离子和柠檬酸三银的溶液是相对稳定的，取决于水溶液中的柠檬酸的浓度和银离子的浓度。为本文目的，“稳定的”溶液是指其中初始存在于溶液中的基本上所有的银离子能够长时间保留在溶液中的溶液。
认为柠檬酸水溶液中的银离子的溶解度和这种溶液的稳定性至少部分地是由于在溶液中形成一种或多种相对稳定的柠檬酸银复合物导致的。
更具体地，本发明部分地基于以下观察到的性能，已经发现这些性能在正常的物理化学条件下一般地适用于包含水、柠檬酸(即，柠檬酸根离子)和银离子的溶液，并且在本发明的实施中应用这些性能：
1.当水溶液中的柠檬酸的浓度从0mol/l增加到大约4mol/l(即，大约800g/l，或者大约45重量％)时，银离子在溶液中的溶解度随着柠檬酸的浓度呈基本上线性关系地增加。
2.根据上述线性关系，对于溶解在溶液中的每克银离子(即，大约0.0093mol)，需要将至少大约30克(即，大约0.16mol)柠檬酸溶解在溶液中。
3.根据上述线性关系，对于溶解在溶液中的每克柠檬酸三银(即，大约0.0020mol)，需要将至少大约19克(即，大约0.099mol)柠檬酸溶解在溶液中。
4.在溶液中的柠檬酸浓度为大约4mol/l(即，大约800g/l，或者大约45重量％)的情况下，在溶液中可以获得大约25g/l(即，大约25000ppm或者大约0.23mol/l)的银离子浓度。
5.在溶液中的柠檬酸浓度为大约2mol/l(即，大约400g/l，或者大约29重量％)的情况下，在溶液中可以获得大约13g/l(即，大约13000ppm或者大约0.12mol/l)的银离子浓度。
6.在溶液中的柠檬酸浓度为大约1.5mol/l(即，大约300g/l，或者大约23重量％)的情况下，在溶液中可以获得大约10g/l(即，大约10000ppm或者大约0.093mol/l)的银离子浓度。
7.具有小于或者等于大约13g/l(即，大约13000ppm或者大约0.12mol/l)的银离子浓度的溶液是相对稳定的，原因在于溶液中的银离子浓度随着时间保持基本上不变。
8.可以向具有大于大约13g/l(即，大约13000ppm或者大约0.12mol/l)的银离子浓度的溶液中加入稳定剂，从而增加溶液的稳定性。合适的稳定剂可以包括丙三醇。
9.通过向具有大于大约13g/l(即，大约13000ppm或者大约0.12mol/l)的银离子浓度的浓缩液中加入水而制备的、具有小于或者等于大约13g/l(即，大约13000ppm或者大约0.12mol/l)的银离子浓度的稀释液是相对稳定的，原因在于溶液中的银离子浓度随着时间保持基本上不变。
上述观察到的性能是基于柠檬酸的大约192g/mol的大致摩尔重量、银的大约108g/mol的大致摩尔重量、柠檬酸根离子的大约189g/mol的大致摩尔重量，以及柠檬酸三银的大约513g/mol的大致摩尔重量。
关于上述观察到的性能，在一种组合物方面，本发明可以是包含水、柠檬酸根离子和银离子的浓缩液，其中，在浓缩液中，柠檬酸根离子具有高的柠檬酸根离子浓度，所述浓度是至少300g/l，并且，其中，在浓缩液中，银离子具有高的银离子浓度，所述浓度是至少10g/l。
关于上述观察到的性能，在另一种组合物方面，本发明可以是通过向包含水、柠檬酸根离子和银离子的浓缩液中加入水而制备的稀释液，其中，在浓缩液中，银离子具有高的银离子浓度，所述浓度大于10g/l，其中，在浓缩液中，柠檬酸根离子具有高的柠檬酸根离子浓度，以重量计，所述浓度是高的银离子浓度的至少30倍，其中，在稀释液中，银离子具有低的银离子浓度，所述浓度小于高的银离子浓度，并且，其中，在稀释液中，柠檬酸根离子具有低的柠檬酸根离子浓度，以重量计，所述浓度是低的银离子浓度的至少30倍。
关于上述观察到的性能，在一种方法方面，本发明可以是用于制备包括水、柠檬酸根离子和银离子的浓缩液的方法，所述方法包括：
(a)提供一定量的柠檬酸三银；
(b)提供一定量的柠檬酸，其中，以重量计，柠檬酸的量是柠檬酸三银的量的至少19倍；并且
(c)在一定量的水中混合柠檬酸三银和柠檬酸，以形成浓缩液，其中，选择水的用量，使得在浓缩液中，浓缩液具有高的柠檬酸浓度，所述浓度是至少300g/l。
本发明的方法可以在介于大约2摄氏度和大约100摄氏度之间的任何温度下进行。实施本发明方法的优选温度范围是介于大约20摄氏度和大约40摄氏度之间。对于增加柠檬酸根离子和银离子在浓缩液中的溶解度以及增加实施本发明方法的速度而言，提高实施本发明方法的温度可能是有利的。
高的柠檬酸根离子浓度可以介于300g/l和在溶液的物理化学条件可以实现的最大柠檬酸根离子浓度之间。在正常的物理化学条件下，认为在柠檬酸水溶液中的最大柠檬酸根离子浓度是每升水大约1550g柠檬酸根离子。
因此，在正常的物理化学条件下，高的柠檬酸根离子浓度可以介于300g/l和1550g/l之间。
高于大约800g/l的高的柠檬酸根离子浓度可能是难以实现和保持的，在含有大于800g/l柠檬酸根离子的溶液中，银离子的溶解度可能会停止以线性关系增加。
因此，在一些实施方式中，在正常的物理化学条件下，高的柠檬酸根离子浓度介于300g/l和800g/l之间。
在高的柠檬酸根离子浓度为800g/l的情况下，高的银离子浓度是大约25g/l。在高的柠檬酸根离子浓度为300g/l的情况下，高的银离子浓度是大约10g/l。在高的柠檬酸根离子浓度为400g/l的情况下，高的银离子浓度是大约13g/l。
因此，在高的柠檬酸根离子浓度介于300g/l和1550g/l之间的一些实施方式中，高的银离子浓度介于10g/l和25g/l之间。在高的柠檬酸根离子浓度介于300g/l和800g/l之间的一些实施方式中，高的银离子浓度介于10g/l和25g/l之间。在高的柠檬酸根离子浓度是至少400g/l的一些实施方式中，高的银离子浓度大于13g/l。
可以向浓缩液中加入水以制备稀释液。加入浓缩液中的水可以是纯净水，例如已经经过蒸馏、去离子化、反渗透、过滤或一些其他纯化过程处理的水。
在一些应用中，加入浓缩液中的水可以是未净化的水，取决于可以包含在可获得的未净化的水中的杂质。如果可获得的未净化的水中含有会显著干扰银离子在浓缩液中的溶解度的杂质，则优选加入浓缩液中用于制备稀释液的水是纯净水。
在稀释液中，柠檬酸根离子具有低的柠檬酸根离子浓度，在稀释液中，银离子具有低的银离子浓度。低的银离子浓度小于高的银离子浓度。以重量计，低的柠檬酸根离子浓度是低的银离子浓度的至少30倍。
在一些实施方式中，低的银离子浓度大于13g/l。在一些实施方式中，低的银离子浓度小于或者等于13g/l。在一些实施方式中，低的银离子浓度小于或者等于10g/l。
可以由浓缩液制备具有相同的或者不同的低的银离子浓度的多种稀释液。还可以对稀释液进一步地稀释。由浓缩液制备一种或多种稀释液便于制备具有相对高的银离子浓度(即，至少10g/l)的浓缩液，从而用作制备具有适用于特定抗菌或生物医药应用的银离子浓度的稀释液的原料。
如果高的银离子浓度大于13g/l，则浓缩液的稳定性可能会受到影响。在这些实施方式中，可以对浓缩液进行稀释，以提供小于或者等于13g/l的低的银离子浓度，使得稀释液相对稳定。
或者，可以通过在溶液中加入一定量的稳定剂来提高具有大于13g/l的银离子浓度的浓缩液和/或稀释液的稳定性。
稳定剂可以包括有助于保持溶液中的银离子的任何合适的物质或者这些物质的组合。例如，稳定剂可以包括丙三醇。
浓缩液和/或稀释液可以基本上由水、柠檬酸根离子、银离子和任选的稳定剂组成。或者，浓缩液可以由水、柠檬酸根离子、银离子和任选的稳定剂组成。
在一些应用中，优选地浓缩液和/或稀释液基本上由水、柠檬酸根离子、银离子和任选的稳定剂组成。在这些应用中，优选地通过向浓缩液中加入纯净水来制备任何稀释液。
如果除了水、柠檬酸根离子、银离子和任选的稳定剂以外，浓缩液和/或稀释液还包含其他离子或者物质，则优选地，这些离子或者物质不会显著地不利地影响溶液中的银离子的溶解度。例如，优选地，浓缩液和/或稀释液不包含“相反离子”，所述相反离子与银离子竞争，银离子与柠檬酸根离子相互反应从而在溶液中形成柠檬酸银复合物。
在正常的物理化学条件下，柠檬酸和柠檬酸三银都是固体的。因此，可以通过在一定量的水中溶解一定量的固体柠檬酸和一定量的柠檬酸三银来制备浓缩液。
可以获得用于本发明中的相对难溶于水的固体形式的柠檬酸三银。或者，在实施本发明方法之前进行的初步过程中或者作为实施本发明方法的一部分，由银离子源和柠檬酸根离子源制备柠檬酸三银。
作为一个非限制性实例，使用“氢氧化钠路线”制备用于本发明中的柠檬酸三银，其中，硝酸银水溶液与氢氧化钠水溶液反应以形成氧化银沉淀物，并且，其中，氧化银沉淀物与柠檬酸水溶液反应以形成柠檬酸三银沉淀物。
作为第二个非限制性实例，使用“氢氧化铵路线”制备用于本发明中的柠檬酸三银，其中，硝酸银水溶液与氢氧化铵水溶液反应以形成可溶性二氨合银(silver diamino)复合物，然后，所述复合物与柠檬酸反应以形成柠檬酸三银沉淀物。
作为第三个非限制性实例，可以使用“氧化银路线”制备用于本发明中的柠檬酸三银，其中，氧化银固体与柠檬酸水溶液反应以形成柠檬酸三银沉淀物。
作为第四个非限制性实例，可以使用“银盐-柠檬酸盐化合物路线”制备用于本发明中的柠檬酸三银，其中，银盐(例如，硝酸银)水溶液与柠檬酸盐化合物(例如，柠檬酸铵或者柠檬酸盐)水溶液反应以形成柠檬酸三银沉淀物。
作为第五个非限制性实例，可以使用“电解化学路线”制备用于本发明中的柠檬酸三银，其中，使用银电极作为柠檬酸根离子的电解液中的银离子源来进行电解，从而在溶液中形成柠檬酸三银或者形成柠檬酸三银沉淀物。
制备柠檬酸三银的多种路线可以制备除了柠檬酸三银产物之外的一种或者多种物质。如果浓缩液基本上由水、柠檬酸根离子、银离子和任选的稳定剂组成，则可以在用于本发明的方法之前将柠檬酸三银与其他所述物质分离开。可以通过过滤、洗涤和/或通过使用其他合适的分离技术将柠檬酸三银与其他物质分离开。
可以用水对根据本发明制备的浓缩液和稀释液进行稀释，以提供任何所需的银离子浓度。根据本发明制备的、具有小于或等于13g/l的银离子浓度的浓缩液和稀释液是相对稳定的。通过用水进行稀释以提供小于或者等于13g/l的银离子浓度，可以使具有大于13g/l的银离子浓度的浓缩液和稀释液更加稳定。
在银离子的抗菌性能可能有用的许多不同应用中都可以使用根据本发明制备的浓缩液和稀释液。借助非限制性实例，根据本发明制备的浓缩液和/或稀释液可以用在游泳池、热浴盆、医院、建筑物、航空器、公共汽车、机动车中作为消毒剂或者清洗剂；用于对保护面罩、外科器械、创伤敷料、工作台面、手术床进行消毒；用于防止形成生物膜；用于农业应用；以及用于兽医应用。
除了提供银离子的抗菌性能的益处，根据本发明制备的浓缩液和稀释液还可以提供由于柠檬酸根离子的抗氧化性能带来的益处。柠檬酸根离子的抗氧化性能可以用于治疗许多不同的医疗状况。借助非限制性实例，柠檬酸根离子的抗氧化性能可以用于治疗癌症、结膜炎、痤疮、流感、眼感染、烧伤和尿道感染。
因此，可以在单个组合物中提供根据本发明制备的浓缩液和稀释液，或者根据本发明制备的浓缩液和稀释液可以产生银离子的抗菌性能和柠檬酸根离子的抗氧化性能的组合效果。
可以以任何合适的方式使用根据本发明制备的浓缩液和稀释液。借助非限制性实例，可以将浓缩液和稀释液喷洒在表面或物体上，添加到其他液体中，和/或可以将物体浸泡在浓缩液和稀释液中。
附图说明
下面将结合附图描述本发明的实施方式，其中：
图1描述水溶液中的银离子浓度(单位是g/l)相对于水溶液中的柠檬酸浓度(单位是mol/l)的“最佳拟合”，其中，对于介于0mol/l和大约4mol/l之间的柠檬酸浓度，观察到基本上线性关系，其中，在水溶液中提供大约39g/l的固体柠檬酸三银，并且最大柠檬酸浓度是大约4mol/l。
图2描述水溶液中的银离子浓度(单位是mol/l)相对于水溶液中的柠檬酸浓度(单位是mol/l)的“最佳拟合”，其中，对于介于0mol/l和大约4mol/l之间的柠檬酸浓度，观察到基本上线性关系，其中，在水溶液中提供大约39g/l的固体柠檬酸三银，并且最大柠檬酸浓度是大约5mol/l。
图3描述水溶液中的银离子浓度(单位是mol/l)相对于水溶液中的柠檬酸浓度(单位是mol/l)的“最佳拟合”，其中，对于介于0mol/l和大约4mol/l之间的柠檬酸浓度，观察到基本上线性关系，其中，在水溶液中提供大约39g/l的固体柠檬酸三银，并且最大柠檬酸浓度是大约4mol/l。
图4描述水溶液中的溶解的柠檬酸三银或者存在于溶液中的柠檬酸三银(单位是mol/l)相对于水溶液中的柠檬酸浓度(单位是mol/l)的“最佳拟合”，其中，对于介于0mol/l和大约4mol/l之间的柠檬酸浓度，观察到基本上线性关系，其中，在水溶液中提供大约39g/l的固体柠檬酸三银，并且最大柠檬酸浓度是大约4mol/l。
图5描述在根据本发明制备的水溶液中，银离子浓度(单位是g/l)相对于时间的“最佳拟合”，其中，初始银离子浓度是大约19g/l。
图6描述在根据本发明制备的水溶液中，银离子浓度(单位是g/l)相对于时间的“最佳拟合”，其中，初始银离子浓度是大约13g/l。
具体实施方式
柠檬酸三银(Ag3C6H5O7)是一种白色固体化合物，其在正常的物理化学条件(即，室温和大气压力)下在水(H2O)中表现出相对较低的溶解度。
本发明涉及制备可溶于水中的柠檬酸银复合物的方法，本发明涉及含有相对高浓度的所述柠檬酸银复合物的浓缩液，本发明还涉及由这些浓缩液制备的稀释液。
预计通过本发明可以在溶液中获得的最大银离子浓度为每升大约25g银离子(Ag(I))(即，大约25,000ppm或者大约0.23mol/l)。可以对根据本发明制备的银离子的浓缩液进行稀释(不引起银盐的沉淀)，以提供具有大范围的银离子浓度的稀释液，取决于目标应用，所述浓度包括介于5ppm和60ppm之间的低的银离子浓度，所述稀释液可以用于抗菌和/或消毒应用。
虽然柠檬酸三银不能以显著的程度溶于水中，但是柠檬酸三银可以在本文中所描述的合适的条件下溶解在柠檬酸水溶液中。
柠檬酸(H3C6H5O7)是一种相对可溶于水的固体。如果将柠檬酸加入到含有柠檬酸三银固体颗粒的浆体中，理论上可以用下面的方程式表示柠檬酸三银在得到的水溶液中的溶解：
如果化合物AgH2C6H5O7和Ag2HC6H5O7可溶于水，则
Ag3C6H5O7↓+2H3C6H5O7→3AgH2C6H5O7 (1)
以及
2Ag3C6H5O7↓+H3C6H5O7→3Ag2HC6H5O7 (2)
基于方程式(1)和方程式(2)的化学定量关系并且基于化合物AgH2C6H5O7和Ag2HC6H5O7可溶于水的假设，可以容易地计算出，对于方程式(1)，溶解100g(0.195mol)柠檬酸三银需要大约74.89g(大约0.39mol)的固体柠檬酸，对于方程式(2)，溶解100g(0.195mol)柠檬酸三银需要大约18.72g(大约0.098mol)的固体柠檬酸。
但是，实验数据被证明是与方程式(1)和方程式(2)揭示的计算量不一致的。实验上，已经发现，溶解柠檬酸三银需要比方程式(1)和方程式(2)揭示的计算量明显更大量的柠檬酸。
通过实验已经观察到，在加热的情况下，能够在水溶液中实现每升水大约1550克柠檬酸的柠檬酸浓度(即，大约8mol/l，或者大约61重量％)。通过实验已经观察到，在具有至少大约800g/l(即，大约4mol/l，或者大约45重量％)柠檬酸浓度或者柠檬酸根离子浓度的浓缩液中，可以实现高达每升水大约25g银离子的银离子浓度(即，大约25000ppm，或者大约0.23mol/l)。
基于这些实验观察结果，似乎无法使用方程式(1)和方程式(2)准确地描述柠檬酸三银在柠檬酸水溶液中的溶解。
而是认为下面的方程式可以描述柠檬酸三银在柠檬酸水溶液中的溶解：
Ag3C6H5O7↓+n H3C6H5O7→[Ag3C6H5O7(C6H5O7)n]3n-+3nH+ (3)
或者
Ag3C6H5O7↓+n H3C6H5O7→[Ag3(C6H5O7)n+1]3n-+3nH+ (4)
已经发现，在本中描述的特定条件下，根据本发明制备的包含水、柠檬酸根离子和银离子的浓缩液和稀释液(认为其包含具有以下通式的柠檬酸银复合物：[Ag3(C6H5O7)n+1]3n-)是相对可溶于水的并且在水中是相对稳定的。
为了避免使用电化学设备，并且由此实现节约时间和能量，可以使用许多不同的路线来制备本发明的浓缩液，许多路线都作为非限制性实例描述在本文中。根据本发明制备浓缩液并不限于本文中描述的路线。通过使用和改变本文中描述的技术，用于制备浓缩液的其他可行的路线对于本领域熟练技术人员来说是显而易见的。
已知当混合硝酸银的水溶液和感兴趣的羧酸的可溶性盐的时候，可以制备白色沉淀物形式的羧酸特别是羟基酸的银盐。因此，用于根据本发明制备浓缩液的可行化学路线的实例包括以下实例。
A.氢氧化钠(NaOH)路线
根据下面的方程式，使用水溶性盐，例如，硝酸银(AgNO3)，并且添加所需量的氢氧化钠(NaOH)，将会产生氧化银(Ag2O)沉淀：
2AgNO3+NaOH→Ag2O↓+2NaNO3+H2O (5)
如果适当地分离和适当地洗涤氧化银沉淀物，则加入化学计量上合适量的柠檬酸溶液将会导致银以柠檬酸三银的形式完全沉淀下来。为了避免在过程中损失银，选择条件，使得沉淀的柠檬酸三银的产率始终在大约97％和大约100％之间。当向氧化银沉淀物中添加柠檬酸溶液时形成柠檬酸三银，如下面的方程式所描述：
3Ag2O↓+2H3C6H5O7→2Ag3C6H5O7+3H2O (6)
如方程式(6)所示，在适当的条件下，仅仅会形成柠檬酸三银和水。不会形成其他组分，如果原料中不含杂质，则将会产生高品质和纯度的产物。
如果向上述含有柠檬酸三银的浆体中加入合适量的柠檬酸，则会形成包含具有通式[Ag3(C6H5O7)n+1]3n-的柠檬酸银复合物的浓缩液，如上面的方程式(4)所示。
如果在该过程中使用其他碱金属或者碱土金属的氢氧化物代替NaOH，可以实施根据本发明制备浓缩液的相似过程。
B.氢氧化铵(NH4OH)路线
这一路线是有吸引力的，因为氧化银可以溶于氢氧化铵，而且对于可以容许存在其他物质的一些应用，可以潜在地避免将柠檬酸三银与其他物质分离开。
在这一路线中，如果将氢氧化铵(NH4OH)加入到硝酸银水溶液中，则可以如下面的方程式所描述的形成可溶性二氨合银复合物：
2AgNO3+2NH4OH→Ag2O↓+2NH4NO3+H2O (7)
Ag2O↓+4NH4OH→2[Ag(NH3)2]OH+3H2O (8)
或者
Ag NO3+3NH4OH→[Ag(NH3)2]OH+NH4NO3+2H2O (9)
为了避免在体系中不必要地积聚铵离子(NH4+)，推荐仅仅添加化学计量上合适量的氢氧化铵。这一合适量可以由导致氧化银溶解的最后一滴氢氧化铵来确定，在该过程中形成的氧化银是作为中间产物。如果体系中包含过量的铵离子，则需要添加额外的柠檬酸，从而中和碱并且导致柠檬酸三银适当沉淀。
向二氨合银复合物溶液中添加柠檬酸会导致柠檬酸三银发生沉淀，如下面的方程式所示：
2[Ag(NH3)2]OH+2H3C6H5O7→Ag3C6H5O7↓+(NH4)3C6H5O7+NH4NO3 (10)
如果体系中可以容许存在铵离子，则可以避免将柠檬酸三银从溶液中分离出来。但是，铵离子代表潜在的“相反离子”，其会与银离子竞争并且干扰形成柠檬酸银复合物，由此降低本发明方法和产生的浓缩液的效率。
因此，分离步骤是需要的，从而将柠檬酸三银从溶液中分离出来并且由此获得纯净的柠檬酸三银。
一旦形成柠檬酸三银沉淀物并且任选地将其与铵离子分离开，进一步添加柠檬酸将产生根据本发明的包含柠檬酸银复合物的浓缩液。
制备具有所需银离子浓度的浓缩液所需的柠檬酸的量取决于柠檬酸三银的量以及银离子的量并且取决于用于制备柠檬酸三银的硝酸银的初始量。
C.氧化银(Ag2O)路线
基于上面对路线A和B的描述，显然，可以通过使用氧化银作为银离子源的路线来制备柠檬酸三银。在这一路线中，如果将化学计量上合适量的柠檬酸添加到含有固体氧化银的浆体中，则会根据下面的方程式形成柠檬酸三银沉淀物：
3Ag2O+2H3C6H5O7→2Ag3C6H5O7↓+3H2O (11)
然后按照路线A和B描述的方式，可以将合适量的柠檬酸与水溶液中的柠檬酸三银混合，从而制备具有所需银离子浓度的浓缩液。
D.银盐-柠檬酸盐化合物路线
对于这一路线，可以使用任何水溶性柠檬酸盐，从而制备柠檬酸三银。下面是使用柠檬酸钠(Na3C6H5O7)的一个实例。
如果将化学计量上合适量的固体柠檬酸钠或者溶解的柠檬酸钠添加到硝酸银水溶液中，则会根据下面的方程式形成柠檬酸三银沉淀物：
3AgNO3+Na3C6H5O7→Ag3C6H5O7↓+3NaNO3 (12)
在从硝酸钠溶液中分离出柠檬酸三银沉淀物之后，可以根据路线A和B所描述的，通过将柠檬酸三银与包含合适量的柠檬酸的水溶液混合来制备具有所需银离子浓度的浓缩液。
如果用作柠檬酸根离子源的起始化合物是柠檬酸铵((NH4)3C6H5O7)，则会根据下面的方程式形成柠檬酸三银沉淀物：
3AgNO3+(NH4)3C6H5O7→Ag3C6H5O7↓+3NH4NO3 (13)
概括地说，取决于柠檬酸根离子和银离子的来源，可以使用下面的通用方程式描述柠檬酸三银的沉淀：
Me(I)3C6H5O7+3AgY→Ag3C6H5O7↓+3MeY (14)
其中AgY是任何水溶性银盐，并且Me(I)可以是任何一价金属或者NH4 +。
当柠檬酸根离子源是二价金属Me(II)的柠檬酸盐时，可以使用下面的通用方程式描述柠檬酸三银的沉淀：
Me(II)3(C6H5O7)2+6AgY→2Ag3C6H5O7↓+3MeY2 (15)
当柠檬酸根离子源是三价金属Me(III)的柠檬酸盐时，可以使用下面的通用方程式描述柠檬酸三银的沉淀：
Me(III)C6H5O7+3AgY→Ag3C6H5O7↓+MeY3 (16)
E.柠檬酸三银路线
下面的通用方法可以用于制备根据本发明的包含柠檬酸银复合物的浓缩液。
如果可以获得，可以直接使用柠檬酸三银作为原料。或者，可以将从银离子和柠檬酸根离子源通过制备柠檬酸三银的路线(包括但不限于路线A、B、C和D)制备的柠檬酸三银用作原料。
在这一通用方法中，可以根据上面的路线A、B、C和D所描述的方式将柠檬酸三银溶解在包含合适量的柠檬酸的水溶液中，并且可以制备包含具有通式[Ag3(C6H5O7)n+1]3n-的可溶性柠檬酸盐的浓缩液。
总而言之，路线A、B、C、D和E代表用于制备根据本发明的浓缩液的可行的化学路线的实例。路线A、B、C和D提供制备根据本发明的浓缩液的方法，其中，柠檬酸三银不用作原料，而是由银离子源和柠檬酸根离子源制备柠檬酸三银。然后将产生的柠檬酸三银与水和柠檬酸结合，从而制备根据本发明的浓缩液。路线E是通用路线，其中，柠檬酸三银用作原料，其中，柠檬酸三银可以从任何来源获得，包括从银离子源和柠檬酸根离子源制备柠檬酸三银的路线。
根据本发明的浓缩液包括水、柠檬酸根离子和银离子。根据本发明的浓缩液可以包括其他物质例如添加剂或者杂质。优选地，根据本发明的浓缩液不包括干扰在浓缩液中形成和/或保持柠檬酸银复合物的添加剂或杂质。因此，在一些实施方式中，浓缩液基本上由水、柠檬酸根离子和银离子组成，使得存在于浓缩液中的其他任何物质不会显著地干扰在浓缩液中形成和/或保持柠檬酸银复合物。
可以将根据本发明制备的浓缩液稀释到任何银离子浓度，从而制备用于特定的抗菌应用的稀释液。根据本发明制备的浓缩液和稀释液取决于其组成是相对稳定的，并且可以在多种抗菌和/或消毒应用中使用。
根据本发明制备浓缩液和稀释液需要小心地控制溶液中存在的柠檬酸的量(即，柠檬酸浓度或者柠檬酸根离子浓度)，因为柠檬酸三银的溶解度和柠檬酸银复合物的形成取决于溶液中的柠檬酸或者柠檬酸根离子的浓度。
图1至图6可以显示控制浓缩液和稀释液中的柠檬酸或者柠檬酸根离子浓度的原则。
图1至图6提供为了确立有关实施本发明的原则和限制的实验室实验的结果。
图1描述在正常的物理化学条件下，含有柠檬酸和柠檬酸三银的水溶液/浆体中的银离子浓度(单位是g/l)相对于柠檬酸浓度(单位是mol/l)的“最佳拟合”，其中，水溶液/浆体中的柠檬酸三银的初始浓度是39g/l(即，大约24.6g/l的银)。
由图1可以看出，柠檬酸浓度的增加导致柠檬酸银的溶解度增大，并且因此溶液中的银离子的浓度增大。
由图1可以看出，对于介于0mol/l和大约4mol/l(即，大约800g/l或者大约45重量％)之间的柠檬酸浓度，柠檬酸浓度与银离子浓度基本上呈线性关系。所述线性关系可以用下面的方程式表示：
y＝6.4316x+0.3 (17)
其中：y表示银离子浓度，单位是g/l
x表示柠檬酸浓度，单位是mol/l
可以看出，代表线性关系的方程式17的斜率是6.4316，这意味着对于存在于溶液/浆体中的每mol/l柠檬酸，在一升水中可以溶解6.4316g银离子。
因此，看起来在具有大约2mol/l(即，大约400g/l或者大约29重量％)柠檬酸浓度的溶液中可以实现大约13g/l(即，大约13000ppm或者大约0.12mol/l)的银离子浓度，并且看起来在具有大约4mol/l(即，大约800g/l或者大约45重量％)柠檬酸浓度的溶液中可以实现大约25g/l(即，大约25000ppm或者大约0.23mol/l)的银离子浓度。
图2描述在正常的物理化学条件下，含有柠檬酸和柠檬酸三银的水溶液/浆体中的银离子浓度(单位是mol/l)相对于柠檬酸浓度(单位是mol/l)的“最佳拟合”，其中，水溶液/浆体中的柠檬酸三银的初始浓度是39g/l(即，大约24.6g/l的银)。
由图2仍然可以看出，柠檬酸浓度的增加导致柠檬酸银的溶解度增大，并且因此溶液中的银离子的浓度增大。
由图2仍然可以看出，对于介于0mol/l和大约4mol/l(即，大约800g/l或者大约45重量％)之间的柠檬酸浓度，柠檬酸浓度与银离子浓度基本上呈线性关系。在柠檬酸浓度为大约4mol/l的情况下，银离子浓度为大约0.23mol/l(即，大约25g/l或者大约25000ppm)，这相当于溶液/浆体中初始包含的柠檬酸三银所提供的银的浓度。
图3描述在正常的物理化学条件下，含有柠檬酸和柠檬酸三银的水溶液/浆体中的银离子浓度(单位是mol/l)相对于柠檬酸浓度(单位是mol/l)的“最佳拟合”，其中，水溶液/浆体中的柠檬酸三银的初始浓度是39g/l(即，大约24.6g/l的银)。
由图3可以看出，柠檬酸浓度的增加导致柠檬酸银的溶解度增大，并且因此溶液中的银离子的浓度增大。
由图3可以看出，对于介于0mol/l和大约4mol/l(即，大约800g/l或者大约45重量％)之间的柠檬酸浓度，柠檬酸浓度与银离子浓度基本上呈线性关系。所述线性关系可以用下面的方程式表示：
y＝0.0592x+0.0028 (18)
其中：y表示银离子浓度，单位是mol/l
x表示柠檬酸浓度，单位是mol/l
可以看出，代表线性关系的方程式18的斜率是0.0592，这意味着对于存在于溶液/浆体中的每mol/l柠檬酸，在一升水中可以溶解0.0592摩尔的银离子。
因此，看起来在具有大约2mol/l(即，大约400g/l或者大约29重量％)柠檬酸浓度的溶液中可以实现大约0.12mol/l(即，大约13000ppm或者大约13g/l)的银离子浓度，并且看起来在具有大约4mol/l(即，大约800g/l或者大约45重量％)柠檬酸浓度的溶液中可以实现大约0.24mol/l(即，大约25000ppm或者大约25g/l)的银离子浓度。
图4描述在正常的物理化学条件下，含有柠檬酸和柠檬酸三银的水溶液/浆体中的溶解的柠檬酸三银或者溶液中的柠檬酸三银(单位是mol/l)相对于柠檬酸浓度(单位是mol/l)的“最佳拟合”，其中，水溶液/浆体中的柠檬酸三银的初始浓度是39g/l(即，大约24.6g/l的银)。
由图4可以看出，柠檬酸浓度的增加导致柠檬酸银的溶解度增大，并且因此溶液中所含的溶解的柠檬酸三银增加。
由图4可以看出，对于介于0mol/l和大约4mol/l(即，大约800g/l或者大约45重量％)之间的柠檬酸浓度，柠檬酸浓度与溶解的柠檬酸三银的浓度基本上呈线性关系。所述线性关系可以用下面的方程式表示：
y＝0.0197x+0.0009 (19)
其中：y表示银离子浓度，单位是mol/l
x表示柠檬酸浓度，单位是mol/l
可以看出，代表线性关系的方程式19的斜率是0.0197，这意味着对于存在于溶液/浆体中的每mol/l柠檬酸，在一升水中可以溶解0.0197摩尔的柠檬酸三银。注意，基于513g/mol的柠檬酸三银摩尔重量和108g/mol的银的摩尔重量，0.0197摩尔的柠檬酸三银含有大约0.0124摩尔的银。
因此，看起来在具有大约2mol/l(即，大约400g/l或者大约29重量％)柠檬酸浓度的溶液中可以实现大约0.12mol/l(即，大约13000ppm或者大约13g/l)的银离子浓度，并且看起来在具有大约4mol/l(即，大约800g/l或者大约45重量％)柠檬酸浓度的溶液中可以实现大约0.24mol/l(即，大约25000ppm或者大约25g/l)的银离子浓度。
理论上，在正常的物理化学条件下，柠檬酸在水中的最大溶解度是大约1550g/l(即，大约8mol/l或者大约61重量％)。但是，已经发现，实践中难以实现高于大约4mol/l的柠檬酸浓度。在实验室实验期间已经观察到，柠檬酸浓度增大到大约4mol/l(即，大约800g/l或者大约45重量％)似乎会导致形成柠檬酸的饱和溶液并且产生柠檬酸晶体。
经验上观察到对包含高于大约4mol/l柠檬酸的溶液/浆体进行加热有助于溶解柠檬酸晶体，但是后续的对溶液/浆体的冷却会导致进一步的结晶，这表明在正常的物理化学条件下柠檬酸的实际饱和极限是大约4mol/l(即，大约800g/l或者大约45重量％)。
如上所述，在柠檬酸浓度高于大约4mol/l(即，大约800g/l或者大约45重量％)的情况下，似乎可以实现大约25g/l(即，大约25000ppm或者大约0.23mol/l)的银离子浓度。
因此，基于图1至图4以及在实验室实验期间的观察结果，看起来本发明能够在具有大约4mol/l(即，大约800g/l或者大约45重量％)或者更高的柠檬酸浓度或者柠檬酸根离子浓度的柠檬酸水溶液中获得具有高达大约25g/l(即，大约25000ppm或者大约0.23mol/l)的银离子浓度的浓缩液。
基于图1至图4，看起来可以在具有介于0mol/l和大约4mol/l之间的柠檬酸或柠檬酸根离子浓度的柠檬酸水溶液中实现的银离子浓度随着柠檬酸或者柠檬酸根离子浓度呈基本上线性关系，所述线性关系表示如下：
1.柠檬酸或者柠檬酸根离子浓度(单位：mol/l)与银离子浓度(单位：g/l)的比率至少为大约0.16∶1；
2.柠檬酸或者柠檬酸根离子浓度(单位：mol/l)与银离子浓度(单位：mol/l)的比率至少为大约17∶1；
3.柠檬酸或者柠檬酸根离子浓度(单位：g/l)与银离子浓度(单位：g/l)的比率至少为大约30∶1；
4.柠檬酸或者柠檬酸根离子浓度(单位：mol/l)与溶于溶液中的柠檬酸三银(单位：g/l)的比率至少为大约0.099∶1；
5.柠檬酸或者柠檬酸根离子浓度(单位：mol/l)与溶于溶液中的柠檬酸三银(单位：mol/l)的比率至少为大约51∶1；
6.柠檬酸或者柠檬酸根离子浓度(单位：g/l)与溶于溶液中的柠檬酸三银(单位：g/l)的比率至少为大约19∶1。
图5和图6描述银离子浓度与时间的“最佳拟合”，其中初始银离子浓度分别是19g/l和13g/l。图5和图6示出根据本发明制备的浓缩液和/稀释液的相对稳定性。
参见图5，对于具有大约19g/l(即，大约19000ppm或者大约0.18mol/l)的初始银离子浓度的浓缩液，描述了在大约13个星期(即，大约3个月)的时间内根据本发明制备的浓缩液的银离子浓度。
如图5所示，在3个月的时间内银离子浓度从大约19g/l减小到大约12g/l(即，大约12000ppm或者大约0.11mol/l)。
参见图6，对于具有大约13g/l(即，大约1300ppm或者大约0.12mol/l)的初始银离子浓度的浓缩液，描述了在大约10个星期(即，大约2至3个月)的时间内，根据本发明制备的浓缩液的银离子浓度。
如图6所示，在2至3个月的时间内银离子浓度没有在大约13g/l的初始银离子浓度基础上发生显著的变化。
大体上，已经发现，根据本发明制备的、具有小于或者等于大约13g/l(即，大约13000ppm或者大约0.12mol/l)银离子浓度的浓缩液在正常的物理化学条件下是相对稳定的。而且，已经发现，具有小于或者等于大约13g/l银离子浓度的稀释液以及由具有大于大约13g/l银离子浓度的浓缩液制备的稀释液也是相对稳定的，条件是在稀释液中保持合适的柠檬酸浓度或柠檬酸根离子浓度与银离子浓度的比率。
总体上已经发现具有介于大约13g/l(即，大约13000ppm或者大约0.12mol/l)和大约15g/l(即，大约15000ppm或者大约0.14mol/l)之间的银离子浓度的浓缩液和稀释液是相当稳定的，但是不如具有小于或者等于大约13g/l银离子浓度的浓缩液和稀释液稳定。
通过向浓缩液和稀释液中添加稳定剂可以提高浓缩液和稀释液的稳定性。已经发现，丙三醇可以作为合适的稳定剂用于本发明。
根据本发明制备的浓缩液和稀释液可以用于多种抗菌和消毒应用。借助非限制性实例，根据本发明制备的浓缩液和稀释液可以用于多种特定应用，例如，防止形成生物膜；对游泳池、热浴盆、温泉疗养院进行消毒；对外科器械、医院、公共建筑物、航空器进行消毒；在局部创伤敷料(例如，绷带)中用作清洗剂的添加剂；以及用于其他任何可能需要抑制微生物的应用。
根据本发明制备的浓缩液和稀释液的另一重要优点在于已知银离子和柠檬酸根离子都具有抗菌性能。因此，与仅含有银离子或者仅含有柠檬酸根离子的组合物相比，银离子与根据本发明制备的浓缩液和稀释液中的相对高浓度的柠檬酸根离子的组合可以提供更优异的抗菌性能。
虽然已经主要针对由柠檬酸三银和柠檬酸作为原料制备的浓缩液和稀释液描述了本发明，但是应当注意，当使用其他羧酸或者羟基羧酸代替柠檬酸与这些酸的银盐组合时，能够制备相似的溶液，所述羧酸或者羟基羧酸例如是羟基乙酸、乳酸、α-羟基丁酸、苯基乙醇酸、甘油酸、苹果酸、酒石酸、内消旋酒石酸，等等。
下面的实验实施例示出了本发明的特征和方面。
实施例1
将7.6849g的硝酸银(AgNO3)(即，包含大约4.88g的银离子)溶解在100mL的反渗透(RO)纯净水中。向该溶液中加入10mL 28体积％的氢氧化钠(NaOH)溶液。在沉淀出深棕色的氧化银(Ag2O)沉淀物之后，继续混合浆体20分钟。静置浆体，使棕色氧化银沉淀物沉降，然后将无色透明溶液倒出。之后小心地用反渗透水清洗棕色氧化银沉淀物，直至洗涤液的pH大约为7。在洗涤步骤之后，向湿的棕色氧化银沉淀物中加入将155g的固体柠檬酸(H3C6H5O7)溶解在100mL反渗透(RO)纯净水中形成的溶液(即，大约1550g/l，大约8mol/l，或者大约61重量％)。在添加高浓度柠檬酸溶液时，沉淀物的颜色从深棕色变成白色。外观的这一变化表明棕色的氧化银沉淀物转变成白色柠檬酸三银(Ag3C6H5O7)沉淀物。加热时，白色柠檬酸三银沉淀物消失，得到透明、浓稠的无色溶液。将溶液煮浓至250mL，以提供含有大约620g/l的柠檬酸(即，大约3mol/l或者大约38重量％)的浓缩液。
对浓缩液的化学分析显示，银离子浓度为大约18.8g/l(即，在浓缩液中具有总共大约4.7g的银离子)，这表明在制备浓缩液的过程中，硝酸银中含有的仅仅大约3.7％的银离子消失。浓缩液的密度为大约1.26g/cm3，并且最终的产物溶液的pH为1。
透明无色浓缩液的外观持续三个月都不发生变化。但是，在三个月内在容器底部出现一些结晶。看起来，晶体首先是无色的，然后是白色的，最后是浅灰色的。对浓缩液的化学分析显示，浓缩液中的银离子浓度随着时间逐渐减小。具体地，浓缩液中的银离子浓度随着时间的推移从18.8g/l的初始银离子浓度减小到3个月以后的大约11g/l的最终银离子浓度。
实施例2
从7.8651克的硝酸银(AgNO3)(即，含有大约4.99克的银离子)开始，以实施例1中所描述的方式获得只含有银离子和柠檬酸根离子的透明无色水溶液。将35mL丙三醇(C3H5(OH)3)添加到该溶液中，将溶液稀释到恰好为250mL，以提供含有大约620g/l的柠檬酸(即，大约3mol/l或者大约38重量％)的浓缩液。
对浓缩液的化学分析显示，银离子浓度为大约18.96g/l(即，在浓缩液中具有总共大约4.74克的银离子)，这表明在这个过程中，硝酸银中含有的大约5.1％的银离子消失。
而且，浓缩液历时三个月都是相对稳定的。观察到在容器底部形成一些结晶。重要地，浓缩液中的银离子浓度减小，但是减小的程度明显小于实施例1中的减小程度。具体地，在持续3个月的时间内，浓缩液中的银离子浓度从18.96g/l减小到大约17g/l，这表明使用丙三醇作为稳定剂能够显著地提高根据本发明制备的溶液的稳定性。
实施例3
将7.8614g的硝酸银(AgNO3)(即，包含大约4.99g的银离子)溶解在100mL的反渗透(RO)纯净水中。向该溶液中加入7mL 28体积％的氢氧化铵(NH4OH)溶液，获得含有二氨合银复合物[Ag(NH3)2]+的透明无色溶液。当获得透明无色溶液后，在室温下向二氨合银复合物溶液中添加通过将155克的固体柠檬酸(H3C6H5O7)溶解在100mL反渗透(RO)纯净水中形成的溶液(即，大约1550g/l、大约8mol/l，或者大约61重量％)。最初，观察到形成白色柠檬酸银(Ag3C6H5O7)沉淀物，当将溶液加热到大约50℃-60℃的时候，沉淀物溶解。当加热溶液时，将35mL作为稳定剂的丙三醇与溶液混合在一起，继续保持50℃-60℃的温度10分钟。然后将溶液煮浓至大约200mL-220mL的体积。然后使用反渗透(RO)纯净水将煮沸溶液稀释到250mL的最终体积，以提供含有大约620g/l的柠檬酸(即，大约3mol/l或者大约38重量％)的浓缩液。
透明无色浓缩液的pH大约为1，密度大约为1.3g/cm3，并且银离子浓度为19.51g/l(即，总共大约4.88克的银离子)，基于最初的硝酸银的量，该浓度略低于预期的银离子浓度(19.97g/l或者4.99g)。
随着熟化，在历时3个月的时间内，浓缩液中的银离子浓度从19.51g/l逐渐减小到大约13g/l。进一步熟化浓缩液不会导致银离子浓度显著减小。
注意，在实施例3中，在浓缩液中存在“相反离子(NH4+)”。结果，实施例3显示出，在根据本发明制备的溶液中存在的所谓的“相反离子”，甚至在添加作为稳定剂的丙三醇的情况下，可能会导致浓缩液中的银离子浓度显著减小并且浓缩液的稳定性降低。
实施例4
将7.8624g的硝酸银(AgNO3)(即，包含大约4.99g的银离子)溶解在150mL的反渗透(RO)纯净水中。在单独的烧杯中，将4g的柠檬酸钠(Na3C6H5O7)溶解在50mL反渗透(RO)纯净水中。当使用磁力搅拌器搅拌硝酸银溶液时，将柠檬酸钠加入到硝酸银溶液中，观察到形成白色柠檬酸三银(Ag3C6H5O7)沉淀物。
在混合20分钟后，将得到的组合溶液静置使其沉降。通过过滤将白色柠檬酸三银沉淀物从组合溶液中分离出来，通过化学分析发现组合溶液中的银离子浓度大约为2.15g/l。
使用反渗透(RO)纯净水小心地洗涤白色柠檬酸三银沉淀物。向柠檬酸三银(Ag3C6H5O7)沉淀物中加入将155g的固体柠檬酸(H3C6H5O7)溶解在100mL反渗透(RO)纯净水中形成的溶液。随着温和加热，白色柠檬酸三银沉淀物溶解，得到透明无色的溶液。然后将溶液的体积调节到大约250mL，以提供含有大约620g/l的柠檬酸(即，大约3mol/l或者大约38重量％)的浓缩液。
浓缩液中的银离子浓度为大约20.31g/l。针对硝酸银提供的银离子的量(即，大约4.99g)，在浓缩液中测量到的银离子浓度表明，浓缩液的体积实际上小于250mL，结果，浓缩液中的柠檬酸浓度实际上大于3mol/l或者38重量％。将浓缩液存放在透明的瓶子中。历时四个月观察发现颜色没有变化，但是在四个月的过程中，浓缩液中的银离子浓度从大约20g/l减少到大约14g/l。
实施例5
确切地按照上述实施例4的描述制备具有大约20g/l的银离子浓度和大约620g/l(即，大约3mol/l或者大约38重量％)的柠檬酸浓度的浓缩液。
使用反渗透(RO)纯净水稀释浓缩液，以得到具有9g/l至20g/l银离子浓度的一系列稀释液。
观察到，具有小于13g/l(即，13000ppm或者大约0.12mol/l)银离子浓度的稀释液是相对稳定的并且银离子浓度不发生显著地减小，只要柠檬酸浓度足以保持稀释液中的柠檬酸三银并且因此防止柠檬酸三银沉淀即可。如上所述，对于13g/l(即，13000ppm或者大约0.12mol/l)银离子浓度，防止柠檬酸三银沉淀的所需柠檬酸浓度是至少大约400g/l(即，大约2mol/l或者大约29重量％)。
在本文中，用词“包含”、“包括”使用的是它的非限制性含义，表示包括该用词后面的事项，但是不排除没有具体提到的事项。使用非限定性冠词“一”提及某个元素并不排除存在多于一个元素的可能性，除非上下文清楚地要求有且仅有一个元素。
Claims (23)
1.一种浓缩液，包含水、柠檬酸根离子和银离子，其中，在所述浓缩液中，柠檬酸根离子具有至少300g/l的高的柠檬酸根离子浓度，并且，其中，在所述浓缩液中，银离子具有大于10g/l的高的银离子浓度。
2.如权利要求1所述的浓缩液，其中，所述高的柠檬酸根离子浓度为300g/l至1550g/l，并且，其中，所述高的银离子浓度为大于10g/l至不超过25g/l。
3.如权利要求1所述的浓缩液，其中，所述高的柠檬酸根离子浓度为300g/l至800g/l，并且，其中，所述高的银离子浓度为大于10g/l至不超过25g/l。
4.如权利要求1所述的浓缩液，其中，所述高的银离子浓度大于13g/l，并且，其中，以重量计，所述高的柠檬酸根离子浓度是所述高的银离子浓度的至少30倍。
5.如权利要求1所述的浓缩液，其中，所述浓缩液由水、柠檬酸根离子和银离子组成。
6.如权利要求4所述的浓缩液，其进一步包含一定量的稳定剂。
7.如权利要求6所述的浓缩液，其中，稳定剂包含丙三醇或者由丙三醇组成。
8.如权利要求6所述的浓缩液，其中，所述浓缩液由水、柠檬酸根离子、银离子和稳定剂组成。
9.一种制备包含水、柠檬酸根离子和银离子的浓缩液的方法，所述方法包括：
（a）提供一定量的柠檬酸三银；
（b）提供一定量的柠檬酸，其中，以重量计，柠檬酸的量是柠檬酸三银的量的至少19倍；并且
（c）在一定量的水中混合柠檬酸三银和柠檬酸，以形成浓缩液，其中，选择水的用量，使得在所述浓缩液中，所述浓缩液具有至少300g/l的高的柠檬酸根离子浓度，并且，其中，在所述浓缩液中，所述浓缩液具有大于10g/l的高的银离子浓度。
10.如权利要求9所述的方法，其中，在所述浓缩液中，所述浓缩液具有大于10g/l至不超过25g/l的高的银离子浓度。
11.如权利要求9所述的方法，其中，在所述浓缩液中，所述浓缩液具有大于13g/l的高的银离子浓度。
12.如权利要求9所述的方法，其中，在所述浓缩液中，所述浓缩液具有大于10g/l至不超过13g/l的高的银离子浓度。
13.如权利要求9所述的方法，其中，所述浓缩液由水、柠檬酸根离子和银离子组成。
14.如权利要求11所述的方法，其进一步包括向所述浓缩液中添加一定量的稳定剂。
15.如权利要求14所述的方法，其中，稳定剂包含丙三醇或者由丙三醇组成。
16.如权利要求14所述的方法，其中，所述浓缩液由水、柠檬酸根离子、银离子和稳定剂组成。
17.如权利要求9所述的方法，其进一步包括向所述浓缩液中添加水以制备稀释液，其中，在所述稀释液中，银离子具有低的银离子浓度，所述低的银离子浓度小于所述高的银离子浓度，其中，在所述稀释液中，柠檬酸根离子具有低的柠檬酸根离子浓度，并且，其中，以重量计，所述低的柠檬酸根离子浓度是所述低的银离子浓度的至少30倍。
18.如权利要求17所述的方法，其中，所述稀释液由水、柠檬酸根离子和银离子组成。
19.如权利要求11所述的方法，其进一步包括向所述浓缩液中添加水以制备稀释液，其中，在所述稀释液中，银离子具有低的银离子浓度，其中，在所述稀释液中，柠檬酸根离子具有低的柠檬酸根离子浓度，其中，所述低的银离子浓度小于或者等于13g/l，并且，其中，以重量计，所述低的柠檬酸根离子浓度是所述低的银离子浓度的至少30倍。
20.如权利要求19所述的方法，其中，所述稀释液由水、柠檬酸根离子和银离子组成。
21.如权利要求9所述的方法，其中，在所述浓缩液中，所述浓缩液具有大于15g/l的高的银离子浓度。
22.如权利要求21所述的方法，其进一步包括向所述浓缩液中添加水以制备稀释液，其中，在所述稀释液中，银离子具有低的银离子浓度，其中，在所述稀释液中，柠檬酸根离子具有低的柠檬酸根离子浓度，其中，所述低的银离子浓度小于或者等于15g/l，并且，其中，以重量计，所述低的柠檬酸根离子浓度是所述低的银离子浓度的至少30倍。
23.如权利要求22所述的方法，其中，所述稀释液由水、柠檬酸根离子和银离子组成。
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