СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ НАНОЧАСТИЦ СЕРЕБРА Российский патент 2015 года по МПК B22F9/20 B82B3/00 

Описание патента на изобретение RU2547982C1

Изобретение относится к области получения наноразмерных частиц серебра и может быть использовано в технологиях, связанных с применением ультрадисперсных порошков серебра.

Изобретение относится к области получения ультрадисперсных металлов и может быть использовано в нанотехнологиях, связанных с применением ультрадисперсных порошков серебра, например, в химической отрасли.

Известен способ получения наночастиц серебра, включающий химическое восстановление из раствора соли серебра в среде органического растворителя с получением в осадке наночастиц серебра, отличающийся тем, что предварительно смешивают 4%-ный раствор нитрата серебра в этиловом спирте с 1%-ным раствором гидроксида натрия в этиловом спирте с получением осадка оксида серебра, далее получают аммиачный раствор оксида серебра в этиловом спирте путем пропускания газообразного аммиака до полного растворения осадка, а восстановление серебра осуществляют из аммиачного раствора оксида серебра в этиловом спирте под воздействием акустической кавитации в течение 5-15 мин в присутствии этиленгликоля, диэтиленгликоля или глицерина, взятых в качестве органического растворителя, см. патент РФ №2448810. Данный способ упрощает процесс получения наночастиц серебра. Недостатком способа является сложность процесса, связанная с необходимостью проведения процесса восстановления серебра из аммиачного раствора оксида серебра в этиловом спирте под воздействием акустической кавитации в присутствии этиленгликоля, диэтиленгликоля или глицерина, взятых в качестве органического растворителя.

Известен способ получения монодисперсных и стабильных наночастиц металлического серебра, включающий приготовление водного раствора соли серебра, содержащего от 0,01% до 20 вес.% растворимой соли серебра, приготовление водного раствора восстановителя, содержащего от 0,01% до 20 вес.% соединения из группы танинов, смешивание этих водных растворов для проведения реакции между ними, отделение маточного раствора от наночастиц серебра, полученных в упомянутой реакции, отличающийся тем, что реакцию осуществляют путем смешивания этих растворов и регулирования pH в диапазоне величин от 10,5 до 11,5, см. патент РФ №2430169. Для изменения pH раствора восстановителя используют гидроксид, выбираемый из группы, в которую входят гидроксиды натрия, калия, аммония и аммиак. Продукт, получаемый данным способом, имеет средний размер частиц около 10-20 нм, если pH раствора соли серебра также регулируют в диапазоне щелочной среды с pH вплоть до величины 11,5. Недостатком данного способа является использование в качестве восстановителя соединения из группы таннинов, которые являются дефицитными и малодоступными реагентами.

Известен способ получения порошка серебра, включающий осаждение хлорида серебра из раствора нитрата серебра водорастворимым хлоридом, обработку суспензии хлорида серебра, восстановление серебра из суспензии, промывку осадка порошка серебра, сушку и просев, отличающийся тем, что хлорид серебра осаждают при температуре 20-50°C при pH 1-5 с декантацией маточного раствора, обработку суспензии свежеосажденного хлорида серебра проводят раствором гидроксида щелочного металла с концентрацией в реакционной среде 12-200 г/л, восстановление серебра проводят формалином, или формиатом аммония, или формиатом натрия при температуре 40-90°C при их подаче в течение 10-60 мин при перемешивании до прекращения газовыделения, промывку осадка порошка серебра осуществляют последовательно деионизованной водой, нагретой до 40-70°C, раствором аммиака и деионизованной водой, осадок сушат при температуре 70-120°C и просеивают через сито с размером ячейки 250 мкм, см. патент РФ №2283208. Промывки осадка порошка серебра осуществляют раствором аммиака с его концентрацией 2-10%, а затем деионизированной водой до проводимости не более 20 мкСм/см. Недостатком способа является крупнодисперсность полученного порошка серебра и сложность процесса, связанная с использованием восстановителя для осаждения серебра.

Известен способ получения дисперсии наноразмерных порошков металлов, включающий проведение окислительно-восстановительной реакции формиата соответствующего металла в среде углеводородов с добавлением серосодержащих поверхностно-активных веществ (ПАВ) под действием энергии ультразвуковых колебаний, отличающийся тем, что в качестве серосодержащих ПАВ используют алкилиолы, диалкилсульфиды, диалкилдисульфиды, диалкилтиокарбаматы или алкилтиофенолы, при этом ПАВ добавляют в количестве, определяемом из расчета образования на наночастицах, по меньшей мере, мономолекулярного слоя, см. патент РФ №20204. В реакционную смесь погружают металлический излучатель ультразвуковых колебаний и облучают смесь до полного разложения формиата металла с получением наночастиц металла, покрытых стабилизатором. Известным способом получают устойчивые дисперсии наночастиц золота, платины, кадмия, железа, кобальта, а также серебра в различных углеводородах. Недостатком способа является ограниченность способа, который применим только для соединения металлов в виде формиата. В результате осуществления способа получают устойчивую дисперсию наночастиц серебра в среде углеводородов, которая находит узкое применение.

Известен способ получения препарата мицеллярного раствора стабильных металлсодержащих наноструктурных частиц, включающий приготовление обратномицеллярной дисперсии на основе раствора поверхностно-активного вещества в неполярном растворителе, введение раствора соли металла и восстановление ионов металла, отличающийся тем, что перед восстановлением дисперсию перемешивают или проводят ее ультразвуковую обработку, после чего ее деаэрируют, а восстановление ведут сольватированными электронами и радикалами, генерируемыми при воздействии на дисперсию ионизирующего излучения, см. патент РФ №2322327. В обратномицеллярную дисперсию вводят соли по меньшей мере одного металла, выбираемого из группы, состоящей из золота, меди, железа, платины, палладия, цинка, кобальта, марганца, титана, никеля, а также серебра. В качестве соли металла используют нитрат, сульфат, перхлорат, ацетат или формиат металла в виде водного, водно-спиртового или водно-аммиачного растворов. Используют соли серебра AgNO3, AgClO4, AgAOT, CH3COOAg. Процесс восстановления сольватированными электронами и радикалами проводят в интервале поглощенных доз от 1 до 60 кГр ионизирующим Y-излучением 60CO, для получения мицеллярного раствора стабильных металлсодержащих наноструктурных частиц используют систему, содержащую реактор с мицеллярным раствором солей ионов металлов, размещенный в помещении с биологической противорадиационной защитой и источником ионизирующего Y-излучения. Достоинством известного способа является исключение использования восстановителя, поскольку восстановление ионов металла ведут сольватированными электронами и радикалами, генерируемыми при воздействии на дисперсию ионизирующим излучением.

Недостатком данного способа является сложность осуществления процесса из-за необходимости применения радиоактивного излучения.

Все известные способы получения наночастиц серебра имеют общий недостаток, заключающийся в сложности и длительности процесса их реализации и низком выходе частиц серебра.

Задачей изобретения является упрощение процесса получения наночастиц серебра и повышение выхода частиц серебра.

Согласно изобретению cпособ получения наночастиц серебра характеризуется тем, что проводят синтез сереброборатного стекла, выработанного из шихты для синтеза сереброборатного стекла, содержащей от 2 до 38 мол.% оксида серебра в слое толщиной 4 мм, а затем осуществляют экспонирование стекла при естественном солнечном свете или при рентгеновском облучении с образованием поверхностной пленки из наночастиц серебра.

Технический результат, достигаемый при использовании изобретения, заключается в том, что под действием солнечного света происходит восстановление ионов серебра до атомарного состояния и образование поверхностной пленки из наноразмерного атомарного серебра. Электрон взаимодействует с ионом серебра с получением металлического серебра:

Ag++e-→Ag

Это позволяет обеспечить высокий выход частиц серебра при незначительной продолжительности процесса.

Сущность изобретения поясняется иллюстративными материалами, где на фиг.1а изображен внешний вид сереброборатных стекол: с содержанием Ag2O до 5 мол. % (а), на фиг.1б - то же с содержанием Ag2O 5-38 мол. % (б), на фиг.1в - во всей области синтезированных составов после пребывания на воздухе при солнечном освещении.

Заявленный способ иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1. Предварительно приготавливают путем перемешивания шихту для синтеза сереброборатного стекла и проводят плавку шихты при определенном температурно-временном режиме. Вырабатывают стекло в тонком слое. Образцы стекла помещают на освещаемую открытую поверхность. В результате диффузии ионов серебра происходит их движение к поверхности стекла. Под действием естественного солнечного освещения происходит восстановление ионов серебра до атомарного состояния. Образуется поверхностная пленка из наноразмерного атомарного серебра.

Стекло приобретает темно-коричневый цвет. Получают частицы серебра с размером частиц D<15 нм.

Пример 2. Предварительно приготавливают путем перемешивания шихту для синтеза сереброборатного стекла и проводят плавку шихты при определенном температурно-временном режиме. Вырабатывают стекло в слое толщиной 4 мм. Образцы стекла подвергают рентгеновскому облучению CuKα в течение 10 мин. В результате диффузии ионов серебра происходит их движение к поверхности стекла. Под действием рентгеновского облучения происходит восстановление ионов серебра до атомарного состояния. Образуется поверхностная пленка из наноразмерного атомарного серебра.

Стекло приобретает темно-коричневый цвет. Получают частицы серебра с размером частиц D=3-10 нм.

Предлагаемый способ позволяет упростить процесс получения наночастиц серебра за счет исключения применения реагента - восстановителя, и обеспечить высокий выход целевого продукта.

Похожие патенты RU2547982C1

название год авторы номер документа
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ НАНОЧАСТИЦ СЕРЕБРА 2011
  • Галиахметов Раиль Нигматьянович
  • Мустафин Ахат Газизьянович
  • Шарипов Тагир Вильданович
  • Шарипов Талгат Ишмухамедович
RU2448810C1
Способ получения наноразмерного диоксида титана с вариабельными оптическими свойствами, модифицированного металлическими плазмонными наночастицами 2021
  • Раффа Владислав Викторович
  • Блинов Андрей Владимирович
  • Гвозденко Алексей Алексеевич
  • Голик Алексей Борисович
  • Маглакелидзе Давид Гурамиевич
  • Блинова Анастасия Александровна
  • Яковенко Андрей Антонович
  • Леонтьев Павел Сергеевич
  • Филиппов Дионис Демокритович
RU2771768C1
Способ получения наноразмерных частиц серебра 2022
  • Титков Александр Игоревич
  • Борисенко Татьяна Андреевна
  • Логутенко Ольга Алексеевна
  • Юхин Юрий Михайлович
RU2802603C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ НАНОРАЗМЕРНЫХ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ И МЕТАЛЛОКСИДНЫХ ЧАСТИЦ 2004
  • Александрова Г.П.
  • Медведева С.А.
  • Грищенко Л.А.
  • Сухов Б.Г.
  • Трофимов Б.А.
RU2260500C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ НАНОРАЗМЕРНОГО ПОРОШКА КОБАЛЬТА 2012
  • Пашков Геннадий Леонидович
  • Сайкова Светлана Васильевна
  • Пантелеева Марина Васильевна
  • Линок Елена Витальевна
RU2483841C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ НАНОДИСПЕРСНОГО ПОРОШКА КОБАЛЬТА (ВАРИАНТЫ) 2012
  • Ниндакова Лидия Очировна
RU2492029C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОНЦЕНТРАТОВ НАНОДИСПЕРСИЙ НУЛЬВАЛЕНТНЫХ МЕТАЛЛОВ С АНТИСЕПТИЧЕСКИМИ СВОЙСТВАМИ 2010
  • Кошелев Константин Константинович
  • Кошелева Ольга Константиновна
  • Свистунов Максим Геннадиевич
  • Паутов Валентин Павлович
RU2445951C1
ПРЕПАРАТ НАНОСТРУКТУРНЫХ ЧАСТИЦ МЕТАЛЛОВ И СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ 2006
  • Ревина Александра Анатольевна
RU2322327C2
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КАТАЛИЗАТОРА ДЛЯ ОЧИСТКИ ВОДЫ ОТ ЗАГРЯЗНЕНИЯ УГЛЕВОДОРОДАМИ 2012
  • Гороховский Александр Владиленович
  • Третьяченко Елена Васильевна
  • Гоффман Владимир Георгиевич
  • Викулова Мария Александровна
  • Ковалева Диана Сергеевна
RU2479349C1
Способ получения наноразмерных металлических частиц 2022
  • Остаева Галина Юрьевна
  • Елисеева Екатерина Александровна
  • Исаева Ирина Юрьевна
  • Одинокова Ирина Вячеславовна
  • Моренко Иван Владимирович
RU2816468C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 547 982 C1

Реферат патента 2015 года СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ НАНОЧАСТИЦ СЕРЕБРА

Изобретение относится к области получения наноразмерных частиц серебра и может быть использовано в технологиях, связанных с применением ультрадисперсных порошков серебра. Способ включает проведение синтеза сереброборатного стекла, выработанного из шихты для синтеза сереброборатного стекла, содержащей от 2 до 38 мол.% оксида серебра в слое толщиной 4 мм, а затем осуществление экспонирования стекла при естественном солнечном свете или при рентгеновском облучении с образованием поверхностной пленки из наночастиц серебра. Заявленный способ позволяет упростить процесс получения наночастиц серебра за счет исключения применения реагента восстановителя и обеспечить высокий выход целевого продукта. 1 ил., 2 пр.

Формула изобретения RU 2 547 982 C1

Способ получения наночастиц серебра, отличающийся тем, что проводят синтез сереброборатного стекла, выработанного из шихты для синтеза сереброборатного стекла, содержащей от 2 до 38 мол.% оксида серебра в слое толщиной 4 мм, а затем осуществляют экспонирование стекла при естественном солнечном свете или при рентгеновском облучении с образованием поверхностной пленки из наночастиц серебра.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2015 года RU2547982C1

СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА НАНОМЕТРИЧЕСКОГО, МОНОДИСПЕРСНОГО И СТАБИЛЬНОГО МЕТАЛЛИЧЕСКОГО СЕРЕБРА И ПРОДУКТОВ ИЗ НЕГО 2007
  • Мартинес Мартинес Хесус Мануэль
  • Бенавидес Перес Рикардо
  • Боканегра Рохас Хосе Гертрудис
  • Руис Факундо
  • Васкес Дуран Алма Гвадалупе
  • Мартинес Кастаньон Габриэль Алехандро
RU2430169C2
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ НАНОЧАСТИЦ СЕРЕБРА 2011
  • Галиахметов Раиль Нигматьянович
  • Мустафин Ахат Газизьянович
  • Шарипов Тагир Вильданович
  • Шарипов Талгат Ишмухамедович
RU2448810C1
US 6068800 A1, 30.05.2000
US 20120189534 A1, 26.07.2012
ПРЕПАРАТ НАНОСТРУКТУРНЫХ ЧАСТИЦ МЕТАЛЛОВ И СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ 2006
  • Ревина Александра Анатольевна
RU2322327C2

RU 2 547 982 C1

Авторы

Сычева Галина Александровна

Даты

2015-04-10Публикация

2013-10-21Подача