СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ МЕТАЛЛА В КОЛЛОИДНОМ РАСТВОРЕ МЕТАЛЛА В ВОДЕ Российский патент 2016 года по МПК G01N21/84 B01J13/00 B22F9/14 B82B3/00 

Изобретение относится к способам диагностики коллоидных растворов металлов в воде, в частности серебра, золота, железа в виде гидроксида, алюминия, и предназначено для использования в различных областях техники, биологии и медицины.

Известен способ диагностики коллоидных растворов металлов в воде, включающий определение концентрации металла в растворе (см. напр. патент РФ 2422377, МПК C02F 1/50, опубл. 2011).

Недостатком известного способа является невозможность определения концентрации металла в атомарном состоянии в растворе, которая в основном и определяет биологическую активность коллоидного раствора.

В основу изобретения поставлена задача усовершенствования способа диагностики коллоидных растворов металлов (серебро, золото, железо в виде гидроксида, алюминий) в воде, определяя концентрацию металла в атомарном состоянии, для повышения биологической активности коллоидных растворов.

Поставленная задача решается тем, что в способе диагностики коллоидных растворов металлов в воде, включающем определение концентрации металла в растворе, определение концентрации металла в растворе производят путем определения показателя экстинкции раствора в спектральном интервале с длиной волны 195-205 нм.

Поскольку определение концентрации металла в растворе производят путем определения показателя экстинкции раствора в спектральном интервале с длиной волны 195-205 нм, обеспечивается определение концентрации металла в атомарном состоянии в растворе и повышение биологической активности коллоидных растворов.

На графическом материале 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 реле 7, контакт 8 подачи сигнала на контактное реле 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 для серебра (аналогично золото, железо в виде гидроксида, алюминий) в воде 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 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 раздвигаются на заданный зазор. Заданный зазор определяется и сигналом, поступающим от задатчика зазора 3 к блоку управления 4 шаговым двигателем М₂. Электроды выставляются на заданный зазор и таймер-программатор 2 дает команду на продолжение технологического процесса производства коллоидного раствора.

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 возникновении сверхдопустимого зазора 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 металла в воде осуществляют и его диагностику, которая заключается в следующем. Проводят зондирующее излучение в диапазоне длин волн 200±1 нм. По измеренным значениям экстинкции раствора А определяют расчетным путем показатель экстинкции раствора К по формуле К=ln(1/1-A)/L, где L - толщина емкости в метрах, в которой находится коллоидный раствор металла. При достижении показателя экстинкции К значений, превышающих 0,75 м^-1, что соответствует концентрации атомарной компоненты металла в растворе не менее 10^-4 моль/л, установку выключают, завершая технологический процесс получения коллоидного раствора с достигнутой вышеуказанной концентрацией атомарной компоненты металла в растворе. При такой концентрации атомарной компоненты металла раствор, как показали опытно-экспериментальные исследования, обладает повышенной биологической активностью.

Примеры для биологически активных металлов, таких как золото, железо, алюминий, аналогичны.

Изобретение может быть использовано в биологии и медицине. Определение концентрации металла в коллоидном растворе металла в воде проводят путем определения показателя экстинкции раствора в спектральном интервале с длиной волны 195-205 нм. Изобретение позволяет повысить биологическую активность коллоидных растворов металлов, таких как серебро, золото, железо, алюминий. 1 ил.

Способ определения концентрации металла в коллоидном растворе металла в воде, включающий определение концентрации металла в растворе, отличающийся тем, что определение концентрации металла в растворе производят путем определения показателя экстинкции раствора в спектральном интервале с длиной волны 195-205 нм.