Способ получения наночастиц серебра


 


Владельцы патента RU 2547982:

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Ордена Трудового Красного Знамени Институт химии силикатов им. И.В. Гребенщикова Российской академии наук (ИХС РАН) (RU)

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.

 

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.

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.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области химии, а именно к полимерным порошковым композициям для супергидрофобного покрытия и способам получения супергидрофобных покрытий.

Изобретение относится к области химии высокомолекулярных соединений, конкретно к нано- и гибридным функциональным материалам. Мембрана получена из полимерного материала с преобладающей проницаемостью для метанола.

Изобретение относится к технологии изготовления слоев пористого кремния, выполненных на поверхности монокристаллического кремния, которые могут быть использованы в оптике и оптоэлектронике.

Изобретение может быть использовано в химической промышленности. Способ синтеза наноразмерных частиц порошка диоксида титана включает газофазную реакцию галогенида титана и кислорода в канале плазменного реактора и последующее охлаждение продуктов реакции в закалочном узле.

Изобретение может быть использовано для изготовления элементов аппаратов высокого давления, материалов с высокой износостойкостью, режущих инструментов, инструментов для бурения.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в технологии изготовления малогабаритных тонкопленочных датчиков механических величин, работоспособных в широком диапазоне температур.

Изобретение относится к составам сырьевых смесей на цементной основе, применяемых для производства теплоизоляционных строительных материалов, отличающихся повышенной пожаростойкостью.

Изобретение относится к области полимеров, а именно к области создания многофункциональных нанокомпозиционных материалов, и может быть использовано для получения конструкционных материалов с повышенными механическими и теплофизическими характеристиками, стойкими к агрессивным средам, например, в производстве пластиковых оболочек кабелей электротехнической промышленности, пленочных упаковочных материалов, мешков, тары, пластиковых труб.

Изобретение относится к вакуумно-плазменной обработке композитов. При обработке нанокомпозитов в водородной плазме используют установку, содержащую СВЧ-печь, установленный внутри печи кварцевый реактор для размещения в нем нанокомпозитов, состоящий из корпуса в виде полого цилиндра из кварцевого стекла и установленных на его торцах с использованием вакуумного уплотнения из термостойкой резины диэлектрических фланцев с хвостовиками для соединения с вакуумными шлангами, один из которых предназначен для подачи водорода в кварцевый реактор и снабжен натекателем, а другой - для вакуумирования СВЧ-печи и реактора при помощи механического насоса.

Изобретение относится к области биомедицины, в частности к способу получения гибридных металлополимеров (софт-полимеры), которые могут быть использованы в качестве экологически безопасных биомиметических полимеров с управляемыми процессами физиологической электропроводности, а также для создания наноразмерных устройств биомолекулярной электроники.

Изобретение относится к области получения нанопорошков. Способ получения суперпарамагнитных частиц никеля включает смешивание соединений никеля и полиольного спирта, последующий нагрев полученной смеси, ее охлаждение и центрифугирование, промывку и высушивание полученного осадка.

Изобретение относится к области порошковой металлургии. Порошкообразный хлорид металла или порошкообразную смесь по крайней мере двух хлоридов металлов обрабатывают в атмосфере водяного пара, который подают в реакционное пространство со скоростью 50-100 мл/мин, при температуре 400-800°C в присутствии активированного угля или при подаче в реакционное пространство оксида углерода(II), получаемого при разложении муравьиной кислоты HCOOH.
Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к получению порошка сплава на основе элементов 4 группы периодической таблицы. Может использоваться в пироиндустрии при получении запальных устройств, в качестве газопоглотителей в вакуумных трубках, в лампах, в вакуумной аппаратуре и в установках для очистки газов.

Изобретение относится к получению пригодных для использования на воздухе пассивированных тонкодисперсных порошков металлов или сплавов. Порошок со средним размером частиц менее 10 мкм состоит из одного из реакционноспособных металлов: циркония, титана или гафния, или содержит один из указанных реакционноспособных металлов, получают путем металлотермического восстановления их оксидов или галогенидов посредством восстанавливающего металла, который флегматизируют путем добавления пассивирующего газа или газовой смеси в процессе и/или после восстановления оксидов или галогенидов и/или путем добавления пассивирующего твердого вещества перед восстановлением оксидов или галогенидов, причем как восстановление, так и флегматизацию выполняют в едином вакуумируемом и газогерметичном реакционном сосуде.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к способам получения нанопорошков диоксида кремния. .

Изобретение относится к цветной металлургии и может быть использовано при производстве огнеупорных, коррозионно-стойких и механически прочных изделий различного назначений.

Изобретение относится к производству газопоглотителей из порошка титана для электровакуумных и других приборов и может применяться в качестве газопоглотителя различных газов при пониженном давлении в рентгеновских трубках, в ускорителях элементарных частиц.
Изобретение относится к получению порошка вентильного металла для применения его в качестве материала анода для электролитических конденсаторов. .

Изобретение относится к способам получения порошка тугоплавкого металла. .
Изобретение относится к способу получения порошков металлов или гидридов металлов элементов Ti, Zr, Hf, V, Nb, Та и Сr. .

Изобретение относится к области металлургии, а именно к порошку сплава на основе урана, и может быть использовано при производстве топлива экспериментальных ядерных реакторов. Порошок сплава на основе урана, содержащего молибден, с метастабильной γ фазой образован из частиц с коэффициентом вытянутости от по меньшей мере 1,1 до не более 2, значением закрытой пористости от более 0 до не более 5% (об./об.), причем он образован из зерен, в которых изменение содержания молибдена в пределах одного зерна составляет не более чем 1 мас. %. Способ получения порошка сплава на основе урана включает приведение в контакт по меньшей мере одного первого реагента, выбранного из оксидов урана и их смесей, фторидов урана и их смесей, со вторым реагентом из молибдена или сплава молибдена и третьим реагентом из металла-восстановителя; взаимодействие реагентов с образованием сплава в виде порошка, частицы которого покрыты слоем оксида или фторида металла-восстановителя; охлаждение порошка и удаление слоя оксида или фторида металла-восстановителя. Облегчается производство ядерного топлива из порошка и оптимизируется поведение топлива при облучении, в частности увеличивается способность удерживать газообразные продукты деления. 4 н. и 19 з.п. ф-лы, 6 ил., 2 табл., 2 пр.
Наверх