Способ получения наночастиц платиновых металлов


 


Владельцы патента RU 2540664:

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" (RU)

Изобретение относится к области нанотехнологий и может быть использовано в медицине, фармацевтике, косметологии. Наночастицы платиновых металлов получают в прозрачной жидкости на водной основе 7 при разрушении мишени 6 из платинового металла или сплава кавитацией, возникающей путем доставки лазерного излучения 2, представленного в виде импульсов сфокусированного излучения лазера на парах меди 1 с величиной энергии импульса 1-5 мДж и длительностью импульса 20 нс, с частотой следования импульсов 10-15 кГц и плотностью мощности 5,7 ГВт/см2, через прозрачное дно кюветы 5 к мишени 6, помещенной в кювету 5 с прозрачной жидкостью на водной основе 7. Изобретение позволяет получать чистые наночастицы в виде чешуек с размером не более 200 нм без посторонних примесей. 1 ил., 3 пр.

 

Изобретение относится к области нанотехнологий и может быть использовано в медицине, фармацевтике, косметологии.

Известен способ получения наночастиц платиновых металлов (патент №2333077, опубл. 2008), включающий в себя приготовление прямых или обратных мицелл с последующим восстановлением в них прекурсоров металлов. Перед приготовлением мицелл их концентрируют из водных растворов ионной флотацией или фотоэкстракцией с применением поверхностно-активных веществ (ПАВ) и углеводородов. Недостатком данного способа является необходимость отмывки спиртом полученных наночастиц от ПАВ.

Известен способ получения наночастиц платиновых металлов (патент №2344021, опубл. 2009), включающий в себя электрохимическое растворение сплава цветного и платинового металлов при контролируемом значении анодного потенциала от +0,1 до +1,2 В с получением наночастиц размером 1-15 нм. Недостатком данного способа является необходимость использования сторонних химических реагентов.

Известен способ получения наночастиц платиновых металлов (патент №2424051, опубл. 2011), включающий в себя электрохимическое взаимодействие платиновых электродов с раствором гидроксида щелочного металла концентрацией 2-6 моль/л при циклическом изменении полярности электродов с частотой 30-80 Гц при плотности тока 1 А/см2 и температуре 30-35°С. Недостатком данного способа является необходимость использования сторонних химических реагентов и поддерживание определенной температуры.

Техническим результатом заявляемого способа является получение чистых наночастиц с помощью инициирования механизма кавитации платиновых металлов и сплавов без посторонних примесей в виде чешуек с размером не более 200 нм.

Указанный технический результат достигается в процессе импульсного воздействия излучения лазера на парах меди на мишень из платиновых металлов или сплавов, помещенную в прозрачную жидкость. Продукты разрушения мишени представляют собой частицы в виде чешуек размером не более 200 нм. В качестве жидкости может быть использована любая прозрачная жидкость на водной основе: дистиллированная вода, вода с глицерином и вода с примесью этилового спирта.

Способ основан на кавитационном разрушении мишени платинового металла или сплава, вызванного воздействием импульсов лазера на парах меди на металл, размещенный в слое прозрачной жидкости. Последовательность физических процессов, сопровождающих взаимодействие импульсов лазерного излучения с металлической поверхностью, следующая:

1) материал прогревается до температуры 5000°C;

2) формируется парогазовый пузырь, состоящий из перегретой смеси металлического и водяного паров под давлением несколько атмосфер;

3) происходит конденсация паров и сжатие пузыря;

4) материал разрушается на ограниченной площади из-за механического воздействия.

Продукты эрозии представляют собой чешуйки материала в растворе жидкости размером не более 200 нм.

В качестве примера использован лазер на парах меди «Кулон-10» с параметрами:

- энергия импульса излучения - 1 мДж;

- длительность импульса излучения - 20 нс;

- частота следования импульсов - 15 кГц;

- фокусное расстояние фокусирующего объектива - 100 мм.

Для разрушения подбирается специальный так называемый «взрывной» режим воздействия лазерных импульсов.

Параметры лазерного излучения:

- длины волн излучения - 0,51 и 0,58 мкм;

- энергия импульса излучения - 1…5 мДж;

- плотность мощности - 5,7 ГВт/см2;

- длительность импульса излучения - 20 нс;

- частота следования импульсов - 10-15 кГц.

Схема установки представлена на чертеже. Луч 2 лазера 1 отражается зеркалом 3, проходит через линзу 4 и фокусируется на мишени из платинового металла или сплава 6, которая находится в прозрачной ванне 5, наполненной водой либо какой-нибудь другой жидкостью 7.

Пример 1. Платиновую мишень в виде пластины размером 10×10 мм и толщиной примерно 1 мм, помещенную в дистиллированную воду объемом около 40 см3, облучали около 3 минут при помощи лазера на парах меди серии «Кулон». В результате получился коллоидный раствор с частицами платины размером до 200 нм.

Пример 2. Палладиевую мишень в виде пластины размером 15×10 мм и толщиной примерно 1 мм, помещенную в воду с небольшим содержанием этилового спирта объемом около 40 см3, облучали около 3 минут при помощи лазера на парах меди серии «Кулон». В результате получился коллоидный раствор с частицами палладия размером до 200 нм.

Пример 3. Мишень из ювелирного сплава Pt900 (платинового сплава 900 пробы) размером 15×15 мм и толщиной примерно 1-1,5 мм, помещенную в воду с примесью глицерина объемом около 40 см3, облучали около 4 минут при помощи лазера на парах меди серии «Кулон». В результате получился коллоидный раствор с частицами платинового сплава размером до 200 нм.

Способ получения наночастиц платиновых металлов, отличающийся тем, что наночастицы образуются в прозрачной жидкости на водной основе при разрушении мишени из платинового металла или сплава кавитацией, возникающей путем доставки лазерного излучения, представленного в виде импульсов сфокусированного излучения лазера на парах меди с величиной энергии импульса 1-5 мДж и длительностью импульса 20 нс, с частотой следования импульсов 10-15 кГц и плотностью мощности 5,7 ГВт/см2, через прозрачное дно кюветы к мишени, помещенной в кювету с прозрачной жидкостью на водной основе.



 

Похожие патенты:
Изобретение может быть использовано при переработке вторичного сырья, включающего отработанные катализаторы, содержащие металлы платиновой группы и рений, и концентраты.
Изобретение относится к металлургической отрасли, в частности к способу выделения серебра из медного серебросодержащего сплава в процессе электролитического получения меди.
Изобретение относится к металлургии благородных металлов, в частности к способу переработки упорных высокоуглеродистых золотоносных пород. Способ переработки включает флотацию графита и извлечение золота выщелачиванием кислыми растворами тиомочевины.
Изобретение относится к способу извлечения редкоземельных и благородных металлов из золошлаков энергетических предприятий. Способ включает подготовку золошлаков, смешение их с выщелачивающим раствором, накопление биомассы микроорганизмов, бактериальное выщелачивание редкоземельных и благородных металлов, разделение полученной суспензии на осадок и осветленную жидкость с выделением из последней редкоземельных и благородных металлов.

Изобретение относится к металлургии. Устройство для выщелачивания благородных металлов включает конический реактор с крышкой, патрубками ввода и вывода реакционной смеси, узел для принудительной циркуляции, состоящий из насоса и соединительных труб.

Изобретение относится к металлургии благородных металлов, в частности к способу аффинажа серебра. Способ включает химическое растворение исходного сырья, очистку раствора от примесей и получение чистого серебра из очищенного раствора.
Изобретение относится к пирометаллургии. Отработанные автомобильные катализаторы измельчают с получением фракции 3-5 мм, готовят шихту путем перемешивания измельченных катализаторов с металлической стружкой на основе меди или железа и негашеной известью в качестве флюса, наплавляют в дуговой печи коллектор из металлического лома или металлической стружки на основе меди или железа, осуществляют плавку шихты в дуговой печи с нагревом шихты до температуры плавления, затем проводят нагрев до температуры 1600-1700 ºС и выдержку при этой температуре для осаждения капель металлической фазы на подине дуговой печи с получением концентрата металлов платиновой группы, сливают пустой шлак, а затем сливают концентрат металлов платиновой группы.

Изобретение относится к способам получения коллективного концентрата для извлечения благородных металлов из глинисто-солевых отходов предприятий, перерабатывающих калийно-магниевые руды и каменную соль.

Изобретение относится к химико-металлургическому производству металлов платиновой группы (МПГ) и их соединений. Cпособ получения тетраоксида осмия включает загрузку контейнера с порошком металлического осмия в кварцевую трубу, помещенную в электрическую печь.

Изобретение относится к области гидрометаллургии драгоценных металлов. Способ переработки сульфидного сырья, содержащего драгоценные металлы, включает измельчение сырья до крупности не более 90 % класса минус 10 мкм, автоклавное окисление при подаче кислорода при температуре 100-110°C и парциальном давлении кислорода 1,0÷1,5 МПа с получением пульпы.

Изобретение относится к способу получения биосовместимых высокодисперсных полилактидных частиц для in situ изготовления диагностических средств для позитронно-эмиссионной томографии посредством объединения указанных частиц с раствором, содержащим катионы галлия-68 (III).

Группа изобретений относится к полупроводниковой технике на основе нитридов, а именно к способу формирования темплейта для светоизлучающего устройства, а также к конструкции самого прибора.

Изобретение может быть использовано при изготовлении люминесцентных материалов для лазеров, светодиодов, солнечных батарей и биометок. В реактор загружают 2,5-5% раствор желатина в дистиллированной воде при температуре 20-30°C, нагревают его до 40-90°C и заливают 96%-этанол в количестве 2,5% от объема раствора желатина.
Изобретение относится к области фитопатологии, сельского хозяйства и экологии. Способ включает предпосевную обработку семян пшеницы мягкой диспергированной суспензией.

Микролинза может быть использована в изображающих планарных устройствах, устройствах интегральной оптики, для соединения оптических волноводов, для ввода излучения в фотонно-кристаллические и планарные волноводы и т.д.

Изобретение относится к измерительной технике, представляет собой зонд на основе полевого транзистора с наноразмерным каналом и может быть использовано при определении физико-химических и электрических параметров наноразмерных объектов физической, химической и биологической природы.

Изобретение относится к измерительной технике и может использоваться при изготовлении датчиков вакуума для измерения давления разреженного газа в вакуумных установках различного назначения.
Изобретение относится к медицине, в частности к способу доставки активных субстанций (АС) через эпидермальный барьер. Заявленный способ включает использование трансдермального пластыря матричного типа, содержащего подложку, защитную ленту и полимерный слой, и характеризуется тем, что в полимерный слой трансдермального пластыря вносят 10% ниосом на основе ПЭГ-12 диметикона и затем полимерный слой наносят на подложку.

Изобретение относится к медицине и косметологии и может быть использовано для эффективной трансдермальной доставки широкого спектра активных субстанций (АС). Заявлен способ трансдермальной доставки АС в составе ниосом, полученных из ПЭГ-12 диметикона, характеризующийся тем, что АС включаются в ниосомы при концентрации 10% путем гомогенизации на АПВ гомогенизаторе геля, содержащего 10% ниосом.

Изобретение относится к области химико-фармацевтической промышленности, в частности к созданию аэрозольной композиции, используемой для введения лекарственных средств с помощью ингаляции.

Изобретение относится к области нанотехнологии и наноэлектроники. Способ формирования наноразмерной пленки карбида вольфрама включает нанесение на полупроводниковую или диэлектрическую подложку в процессе импульсно-плазменного осаждения на двуканальной установке импульсного осаждения электроэрозионной дуговой плазмы двухслойной структуры покрытия суммарной толщиной 5 нм, состоящей из пленки вольфрама и пленки углерода, и карботермический синтез в вакууме при давлении не выше 5·10-4 Па и температуре не более 450°C не более 10 мин со скоростью нагрева и охлаждения не менее 25 град/мин при соотношении толщин пленок вольфрама и углерода 5:1 и 3,5:1.
Наверх