СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КОЛЛОИДНОГО РАСТВОРА СЕРЕБРА Российский патент 2016 года по МПК B01J13/00 B22F9/14 C01G5/00 B82B3/00 

Изобретение относится к способам изготовления коллоидных растворов серебра и предназначено для использования в различных областях техники, биологии и медицины.

Известен способ изготовления коллоидного раствора серебра, включающий пропускание электрических разрядов между серебряными электродами в жидкости и получение коллоидного раствора с заданной концентрацией наночастиц металла (см., например, патент РФ 2422377, МПК C02F 1/50, опубл. 2011).

Недостатком известного способа является высокое содержание корпускулярной компоненты по сравнению с атомарной компонентой серебра в коллоидном растворе.

В основу изобретения поставлена задача усовершенствования способа изготовления коллоидного раствора серебра для увеличения атомарной составляющей по отношению к корпускулярной в растворе серебра, повышая этим самым биологическую активность коллоидного раствора. Поставленная задача решается тем, что в способе изготовления коллоидного раствора серебра, включающем пропускание импульсных электрических разрядов между серебряными электродами в жидкости и получение коллоидного раствора с заданной концентрацией наночастиц металла, после прекращения процесса пропускания импульсных электрических разрядов полученный коллоидный раствор охлаждают до кристаллизации жидкости, выдерживают в этом состоянии в течение времени t≥d>×n|ΔT и после этого подвергают тепловому воздействию до полного разрушения кристаллов, где

d - среднегеометрический размер замораживаемого образца;

n - концентрация серебра в коллоидном растворе;

ΔТ=273-Тохл., а Тохл. - температура в камере охлаждения коллоидного раствора в градусах Кельвина.

Поскольку после прекращения процесса пропускания импульсных электрических разрядов полученный коллоидный раствор охлаждают до кристаллизации жидкости, выдерживают в этом состоянии в течение времени t≥d×n|ΔT и после этого подвергают тепловому воздействию до полного разрушения кристаллов, где

d - среднегеометрический размер замораживаемого образца;

n - концентрация серебра в коллоидном растворе;

ΔТ=273-Тохл., а Тохл. - температура в камере охлаждения коллоидного раствора в градусах Кельвина, обеспечивается увеличение атомарной составляющей по отношению к корпускулярной в растворе серебра и повышение этим самым биологической активности коллоидного раствора.

На чертеже показана блок-схема установки для производства коллоидных растворов металлов.

Установка для производства коллоидных растворов металлов включает камеру 1 с рабочей жидкостью, таймер-программатор 2, задатчик зазора 3, блок управления 4 шаговым двигателем М₂, реле реверса 5, блок высокого напряжения 6, контактное рыле 7, контакт 8 подачи сигнала на контактное рыле 7, датчик расхода 9, датчик концентрации 10, выключатель 11 датчика расхода 9, выключатель 12 датчика концентрации 10 и электроды 13 и 14. Электрод 13 связан с приводом его вращения M₁.

Способ изготовления коллоидного раствора серебра осуществляют следующим образом.

Таймер-программатор 2 по заданной программе периодически включает вращение электрода 13 через привод M₁ и подает сигналы на включение блока высокого напряжения 6 и прокачку жидкости между электродами 13 и 14. В жидкой среде происходит пропускание импульсных электрических разрядов между серебряными электродами 13 и 14. В процессе работы установки происходит увеличение зазора между электродами 13 и 14 примерно на 10 мкм за 5 минут. Следствием этого является уменьшение частоты следования разрядных импульсов, и соответственно уменьшается скорость генерации наночастиц. Таймер-программатор 2 по истечении пяти минут подает сигнал на блок управления 4 шаговым двигателем М₂, и происходит сближение электродов 13 и 14 до полного их касания. Формируется сигнал, переключающий шаговый двигатель М₂ на реверс, и электроды 13 и 14 раздвигаются на заданный зазор. Заданный зазор определяется и сигналом, поступающим от задатчика зазора 3 к блоку управления 4 шаговым двигателем М₂. Электроды 13 и 14 выставляются на заданный зазор, и таймер-программатор 2 дает команду на продолжение технологического процесса производства коллоидного раствора. При достижении показателем экстинкции раствора значения не менее 0,75 м^-1 в спектральном интервале с длиной волны от 195 до 205 нм технологический процесс изготовления коллоидного раствора серебра останавливают.

Для увеличения точности регулирования скорости генерации коллоидного раствора и поддержания величины зазора между электродами 13 и 14 на одном уровне в установке задатчик зазора 3 может быть соединен с датчиком расхода 9 и/или датчиком концентрации 10, которые вмонтированы в линию выхода готового раствора. Для включения в работу датчика расхода 9 выключатель 11 находится во включенном состоянии. В этом случае при увеличении зазора сверхдопустимого между электродами 13 и 14 датчик расхода 9 фиксирует увеличение потока жидкости и выдает команду на регулировку зазора между электродами 13 и 14, подавая сигнал на задатчик зазора 3. После этого происходит регулировка зазора между электродами 13 и 14. Для работы в качестве регулятора датчика концентрации 10 он подключается к задатчику зазора 3 выключателем 12. При увеличении зазора между электродами 13 и 14 датчик концентрации 10 фиксирует изменение концентрации раствора между электродами 13 и 14 и аналогично датчику расхода 9 выдает команду на регулировку зазора между электродами 13 и 14, подавая сигнал на задатчик зазора 3.

Одновременно с протеканием технологического процесса получения коллоидного раствора серебра проводят измерение концентрации серебра в растворе. При достижении заданной концентрации установку выключают и полученный коллоидный раствор охлаждают до кристаллизации жидкости. В этом состоянии раствор выдерживают в течение времени t≥d×n|ΔT, где

d - среднегеометрический размер замораживаемого образца;

n - концентрация серебра в коллоидном растворе;

ΔТ=273-Тохл., а Тохл. - температура в камере охлаждения коллоидного раствора в градусах Кельвина.

Опытно-экспериментально было установлено, что до замораживания коллоидного раствора соотношение концентрации корпускулярной и атомарной составляющих было порядка 5:1, а после замораживания и выдержки в течение заданного времени это соотношение изменялось до 1:5. Таким образом, происходит увеличение относительной концентрации атомарной компоненты раствора не менее чем в 25 раз, а это значительно повышает биологическую активность коллоидного раствора серебра.

Изобретение может быть использовано в неорганической химии, биологии и медицине. Способ изготовления коллоидного раствора серебра включает пропускание импульсных электрических разрядов между серебряными электродами в жидкости и получение коллоидного раствора с заданной концентрацией наночастиц металла. При этом периодически уменьшают частоту следования разрядных импульсов и скорость генерации наночастиц путем увеличения зазора между электродами на 10 мкм за 5 минут в процессе пропускания разрядов и последующего сближения электродов до полного их касания. При достижении показателем экстинкции раствора значения не менее 0,75 м^-1 в спектральном диапазоне с длиной волны от 195 до 205 нм останавливают процесс пропускания импульсных электрических разрядов. Полученный коллоидный раствор охлаждают до кристаллизации жидкости, выдерживают и подвергают тепловому воздействию до полного разрушения кристаллов. Изобретение позволяет повысить биологическую активность коллоидного раствора серебра. 1 ил.

Способ изготовления коллоидного раствора серебра, включающий пропускание импульсных электрических разрядов между серебряными электродами в жидкости и получение коллоидного раствора с заданной концентрацией наночастиц металла, отличающийся тем, что периодически уменьшают частоту следования разрядных импульсов и скорость генерации наночастиц путем увеличения зазора между электродами на 10 мкм за 5 минут в процессе пропускания разрядов и последующего сближения электродов до полного их касания, а при достижении показателем экстинкции раствора значения не менее 0,75 м^-1 в спектральном диапазоне с длиной волны от 195 до 205 нм останавливают процесс пропускания импульсных электрических разрядов и полученный коллоидный раствор охлаждают до кристаллизации жидкости, выдерживают и после этого подвергают тепловому воздействию до полного разрушения кристаллов.