Способ получения серебра нитевидной формы

 

Изобретение касается получения серебра нитевидной формы электролизом в расплаве солей. Целью изобретения является повышение качества серебряной нити за счет снижения ее толщины и повышения удельной поверхности. Электрохимическое осаждение серебра ведут из расплава нитратов щелочных металлов на катоде касания при температуре, равной 0,25 - 0,31 температуры плавления серебра, плотности тока на катоде 0,5 - 10 А/см² и концентрации нитратов серебра в расплаве 9 - 90 мол.%. Осаждение проводят с последующим вытягиванием нити из расплава при определенной скорости вытягивания. Получают серебро, обладающее высокоразвитой активной поверхностью. 1 табл.

Изобретение относится к металлургии, в частности к способам получения и рафинирования металлов электролизом в расплаве солей. Целью изобретения является повышение качества серебряной нити за счет снижения ее толщины и повышения удельной поверхности. Изобретение иллюстрируется следующим образом. П р и м е р 1. В контейнере из инертного материала алунда диаметром 100 мм и высотой 40 мм при температуре 523 К расплавляли смесь нитратов КNO₃-NaNO₃-AgNO₃ в соотношении 0,54:0-46:0,30 (14 мол. AgNO₃). Анодами служили серебряные пластины. В расплав погружали катод на глубину 5 мм в виде серебряной проволоки диаметром 2 мм, верхний конец которого зажимали между валками подъемного механизма, позволяющего регулировать скорость подъема катода. После выдержки катода в расплаве в течение 1-2 мин включали ток 1 А, создающий плотность тока на катоде 1 А/см², через 1 мин после начала роста осадка, который хорошо наблюдался визуально, поднимали ток до 7 А, включали подъемный механизм и начинали вытягивание осаждаемого на катоде серебра. Электролиз вели в течение 20 мин со скоростью подъема 1 см/мин. В результате после отмывки осадка в воде было получено 8,9 г тонковолокнистого серебра с длиной нити 20 см и толщиной 1-7 мкм. Выход по току составил 95% Отмытые нитраты после выпаривания из них воды возвращали вновь в расплав. П р и м е р 2. В контейнере из инертного материала диаметром 100 мм и высотой 40 мм наплавляли смесь нитратов KNO₃-NaNO₃-AgNO₃ в соотношении 0,54: 0,46:0,30 (14 мол. AgNO₃). После установления температуры 558 К в расплав на 1 см опускали серебряные аноды в виде пластин и медный барабан (катод) с накатанным сверху слоем серебра и закрытый с боков фторопластовыми изоляторами, диаметром 40 мм. Барабан был снабжен приспособлением для его вращения со скоростью 0,1 5,0 об/мин. Расстояние между электродами было 2 см. После выдержки электродов в расплаве включали ток силой 50 А, что составило 3,7 А/см² в расчете на погруженную часть катода, и вращали барабан со скоростью 0,25 об/мин. Образовавшийся тонковолокнистый осадок серебра непрерывно срезали в верхней части барабана. По мере убывания электролита, за счет уноса его на осадке серебра, добавляли в электролизер свежие порции. Для этого осадок серебра (245 г) отмывали в дистиллированной воде до отсутствия ионов NO₃^-. Смывные воды выпаривали. Высушенный осадок после анализа использовали для приготовления порций электролита. Осадок отмытого тонковолокнистого серебра (толщина 1-7 мкм) (127,3 г) анализировали на чистоту. Чистота металла составляла 99,9% Выход по току составил 93% В таблице представлены результаты проведения осаждения серебра по предлагаемому способу на катоде касания при крайних и оптимальных значениях параметров режима, а также при выходе за границы защищаемых интервалов из расплавов нитратов и по способу, взятому за прототип. Из таблицы видно, что при выходе за граничные значения отличительных параметров процесс электроосаждения нарушается и получить серебро нитевидной формы невозможно (опыты 3, 7 и 12) или получаются осадки, не удовлетворяющие предъявляемым к получаемым осадкам требованиям (опыты 8, 13 и 17). Проведение электрохимического осаждения серебра в предлагаемых условиях позволяет повысить качество получаемого нитевидного серебра за счет снижения его толщины и повышения удельной поверхности (опыты 4-6, 9-11, 14-16, 18-20). Кроме того, при осуществлении предлагаемого способа получения серебра нитевидной формы режим формирования осадков выбирается таким образом, чтобы скорость их роста равнялась скорости их извлечения из расплава, что дает возможность получить равномерные по толщине и длине отдельные кристаллы металла. Скорость подъема катода в данном способе аналогична прототипу. Получение серебра нитевидной формы обусловлено необходимостью создания на его основе катализаторов для органического синтеза, эффективность которых определяется величиной их удельной поверхности. Под удельной поверхностью подразумевается активная поверхность осадка (в м² на грамм) получаемого металла. Чем больше эта поверхность, а она зависит от толщины нити и разветвленности отдельных нитей, тем активнее металл при проведении каталитических процессов. Удельная поверхность серебряных осадков, получаемых, например, электролизом из водных растворов и принимаемых в промышленности, составляет порядка 0,02 м²/г, удельная поверхность нитевидных осадков, получаемых по способу-прототипу, соответствует 0,08-0,10 м²/г, а удельная поверхность осадков, полученных по предлагаемому способу, толщина которых 1-7 мкм, достигает 0,44 м²/г. Таким образом, способ позволяет осуществить безотходный, экологически чистый и легко контролируемый процесс получения серебра нитевидной формы с заданными свойствами.

Формула изобретения

Способ получения серебра нитевидной формы, включающий электрохимическое осаждение его на катоде касания из расплава солей щелочных металлов, содержащего одноименную соль серебра с последующим вытягиванием серебряных нитей при контроле температуры расплава относительно температуры плавления серебра, катодной плотности тока, концентрации серебра в расплаве и скорости вытягивания, отличающийся тем, что, с целью повышения качества серебряной нити за счет снижения ее толщины повышения удельной поверхности, осаждение проводят из расплава, содержащего в качестве солей щелочных металлов нитраты щелочных металлов, и ведут его при температуре, равной 0,25 0,31 температуры плавления серебра, катодной плотности тока 0,5 10 А/см² и концентрации нитратов серебра в расплаве 9 90 мол.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2

MM4A - Досрочное прекращение действия патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 06.05.2006

Извещение опубликовано: 27.03.2007        БИ: 09/2007

---