Способ получения высокодисперсного углекислого серебра

Авторы патента:

Боднарь Наталья Михайловна (RU)

Сонькин Владимир Семенович (RU)

Буслаева Татьяна Максимовна (RU)

Волчкова Елена Владимировна (RU)

Гельман Геннадий Ефимович (RU)

C01G5/00 - Соединения серебра

C01B31/24 - способы получения карбонатов или бикарбонатов вообще (перкарбонаты C01B 15/10; отдельные карбонаты смотри релевантные подгруппы подклассов C01B- C01G соответствующие катиону)

Владельцы патента RU 2597377:

Акционерное общество "Приокский завод цветных металлов" (RU)

Изобретение относится к области синтеза соединений серебра, а именно к способу получения высокодисперсного углекислого серебра. Описан способ получения высокодисперсного углекислого серебра, который включает растворение металлического серебра в азотной кислоте и осаждение углекислого серебра карбонатом натрия, где осаждение ведут насыщенным раствором карбоната натрия, содержащего 21.8 г карбоната натрия на 100 г воды, который вносят при непрерывном перемешивании в раствор нитрата серебра, с концентрацией по серебру 0.5 моль/л до достижения конечного значения рН раствора 7-8. Технический результат: получение высокодисперсного углекислого серебра с размером частиц порошка до 2 мкм и выходом продукта, превышающим 97%. 3 ил., 3 пр.

Изобретение относится к области синтеза соединений серебра, а именно к способу получения высокодисперсного углекислого серебра.

Серебро углекислое высокодисперсное применяется для изготовления электрических контактов на основе серебра, предназначенных для замыкания и размыкания электрических цепей; для приготовления серебряных паст и вжигания серебра в керамику; для получения шихты, содержащей серебро и другие металлы, для получения электроконтактных композитов. В процессе получения конечных серебросодержащих материалов углекислое серебро подвергают термическому разложению с получением либо металлического серебра, либо его оксида. Эксплуатационные свойства получаемых из углекислого серебра материалов, например равномерность нанесения, расход серебросодержащего реагента, существенно зависят от дисперсности исходного углекислого серебра.

Основным методом получения углекислого серебра является осаждение его из водных растворов AgNO₃ карбонатом или гидрокарбонатом натрия [Пятницкий И.В., Сухан В.В. Аналитическая химия серебра. М.: Изд. Наука, 1975 г.; Патент РФ 2514554, Шипачев В.А. Способ очистки серебросодержащего материала. Приоритет от 11.05.2012. Опубл. 27.04.2014. Бюл. №12]. В представленных источниках не обсуждается дисперсность получаемых порошков углекислого серебра. Из уровня техники (Аллен К.Ф. Синтезы органических препаратов Сб. 3 стр. 402, http://www.orgch.ru/book_view.jsp?idn^:=^:006357&page=402&format=html) известно, что для осаждения серебра используют углекислый натрий в количестве 53 г в 600 мл воды. При осаждении происходит выделение углекислого газа, т.е. используют гидрокарбонат натрия:

При использовании карбоната натрия CO₂ не выделяется:

Концентрация углекислого натрия, использованного в этом источнике информации, существенно отличается от предлагаемой нами: мы готовим насыщенный раствор карбоната натрия (21.8 г в 100 г воды), а в данном источнике приводится 53 г в 600 мл воды, что соответствует 8.8 г в 100 г воды (53/6=8.8).

Наиболее близким техническим решением является получение углекислого серебра [ЕР 0841303 А2. Silver oxide for use in cells and a process for producing the same. Приоритет от 08.11.1996, опубл. 13.05.1998. Бюл. №1998/20], в котором углекислое серебро получают добавлением водного раствора карбоната натрия в стехиометрическом количестве к водному раствору нитрата серебра с концентрацией серебра 100 г/л (0,93 моль/л) при pH 5.5-6.5. Значение pH раствора регулируют азотной кислотой и раствором гидроксида натрия. В прототипе не указывается концентрация раствора карбоната натрия и также не обсуждается дисперсность получаемых порошков углекислого серебра. Следует отметить, что в процессах получения высокодисперсных частиц на их размер и диапазон распределения оказывают значительное влияние концентрации исходных реагентов, а также порядок сливания растворов.

Технический результат, на достижение которого направлен предлагаемый способ получения углекислого серебра, заключается в получении высокодисперсного продукта с размером частиц порошка углекислого серебра до 2 мкм и выходом продукта, превышающим 97%.

Технический результат достигается тем, что способ получения высокодисперсного углекислого серебра, включающий растворение металлического серебра в азотной кислоте и осаждение углекислого серебра карбонатом натрия, характеризуется тем, что осаждение ведут насыщенным раствором карбоната натрия, содержащего 21.8 г карбоната натрия на 100 г воды, который вносят при непрерывном перемешивании в раствор нитрата серебра, с концентрацией по серебру 0.5 моль/л до достижения конечного значения pH раствора 7-8.

Сущность изобретения заключается в том, что осаждение углекислого серебра ведут насыщенным раствором карбоната натрия, который вносят при непрерывном перемешивании в раствор нитрата серебра с концентрацией по серебру 0.5 моль/л до конечного значения pH 7-8.

Способ получения высокодисперсного углекислого серебра заключается в получении раствора нитрата серебра растворением порошка или гранул серебра в азотной кислоте. Полученный раствор нитрата серебра разбавляют дистиллированной водой до концентрации по серебру ~0.5 моль/л. Из раствора проводят осаждение углекислого серебра насыщенным раствором карбоната натрия, который вносят в раствор, содержащий ионы серебра, при непрерывном перемешивании со скоростью подачи раствора 3-4 мл/мин до получения значения pH пульпы 7-8. По достижении указанного значения pH перемешивание прекращают, полученную пульпу фильтруют. Осадок на фильтре промывают последовательно несколькими порциями воды. Промытый осадок углекислого серебра сушат при температуре 75±5°C. Способ обеспечивает выход продукта 97.0-98.5%, размер частиц порошка углекислого серебра не превышает 2 мкм, что свидетельствует о его высокой дисперсности.

Для получения высокодисперсного продукта необходимо, чтобы скорость образования зародышей кристаллов углекислого серебра была намного больше скорости их роста. Этого можно достигнуть путем вливания концентрированного раствора одного компонента в очень разбавленный раствор другого при интенсивном перемешивании. Необходимо отметить, что использование разбавленного раствора Na₂CO₃ для осаждения Ag₂CO₃ неприемлемо, т.к. вследствие гидролиза карбоната натрия по реакции

растет значение pH пульпы, содержащей Ag₂CO₃. Это, в свою очередь, приводит к образованию в системе примеси оксида серебра и загрязнению получаемого углекислого серебра. По этой причине в предлагаемом способе использовали насыщенный раствор Na₂CO₃. Расход рассчитывали исходя из стехиометрии реакции осаждения углекислого серебра:

и с учетом нейтрализации исходного азотнокислого раствора серебра до pH 7-8.

Настоящее изобретение иллюстрируется следующими примерами:

Пример 1.

Растворением гранул серебра чистотой 99.99% при нагревании в 35%-ной азотной кислоте получили раствор азотнокислого серебра, который разбавили дистиллированной водой до концентрации по серебру 1 моль/л. Объем раствора составил 200 мл. Отдельно приготовили насыщенный раствор карбоната натрия с учетом растворимости карбоната натрия в воде при комнатной температуре, равной 21.8 г в 100 г воды [Лурье Ю.Ю. Справочник по аналитической химии. М.: Изд. Химия, 1965 г.]. При комнатной температуре к раствору, содержащему ионы серебра, при непрерывном перемешивании медленно (со скоростью подачи раствора 3-4 мл/мин) приливали насыщенный раствор карбоната натрия. При добавлении первых порций раствора наблюдали образование светлого осадка, количество которого при дальнейшем внесении карбоната натрия увеличивалось, и осадок постепенно приобретал желто-зеленый цвет. Добавление карбоната натрия прекращали при достижении значения pH 8. Объем раствора карбоната натрия составил 75 мл. Углекислое серебро отфильтровывали, промывали водой, сушили при 75°C. Масса осадка углекислого серебра 25.8 г. Порошок имел коричневатый оттенок. Наличие полосы поглощения при 563 см^-1 в ИК-спектре полученного образца свидетельствует о присутствии в нем примеси оксида серебра Ag₂О [Накамото, К. ИК-спектры и спектры КР неорганических и координационных соединений: / Пер. с англ. к. х. н. Л.В. Христенко под ред. д. х. н. проф. Ю.А. Пентина. // Москва: Мир, 1991. 536 с.].

На фиг. 1 представлена микрофотография образца полученного углекислого серебра, снятая на микроскопе марки Olympus СХ 31, из которой видно, что частицы продукта представляют собой крупные агломераты, с размером частиц, превышающих в среднем 10-15 мкм.

Пример 2.

Растворение гранул серебра и приготовление насыщенного раствора карбоната натрия осуществляли, как в примере 1. Азотнокислый раствор нитрата серебра разбавляли дистиллированной водой до концентрации по серебру 0.1 моль/л. Объем раствора составил 2 л. Осаждение углекислого серебра вели, как в примере 1. Добавление карбоната натрия прекращали при достижении значения pH 7. Объем раствора карбоната натрия составил 74 мл. Углекислое серебро отфильтровывали, промывали водой, сушили при 80°C. Масса осадка углекислого серебра 27.2 г. Выход продукта составил 98.7%. Согласно ИК-спектру, полученный продукт не содержит примеси оксида серебра.

На фиг. 2 представлена микрофотография полученного порошка, из которой видно, что частицы продукта также агломерированы, но размер агломератов существенно ниже, чем полученных в примере 1. Агломерация частиц в данном случае вызвана, вероятно, укрупнением очень мелких частиц вследствие их высокой поверхностной энергии.

Пример 3.

Растворение гранул серебра и приготовление насыщенного раствора карбоната натрия осуществляли, как в примере 1. Азотнокислый раствор нитрата серебра разбавляли дистиллированной водой до концентрации по серебру 0.5 моль/л. Объем раствора составил 2 л. Осаждение углекислого серебра вели как в примере 1. Добавление карбоната натрия прекращали при достижении значения pH 7. Объем раствора карбоната натрия составил 340 мл. Углекислое серебро отфильтровывали, промывали водой, сушили при 75±5°C. Масса осадка углекислого серебра 135.25 г. Выход продукта составил 98.1%. Согласно ИК-спектру полученный продукт не содержит примеси оксида серебра.

На фиг. 3 представлена микрофотография порошка углекислого серебра, размер частиц которого не превышает 2 мкм, что свидетельствует о получении высокодисперсного продукта. Данный пример иллюстрирует оптимальные условия получения высокодисперсного углекислого серебра.

Способ получения высокодисперсного углекислого серебра, включающий растворение металлического серебра в азотной кислоте и осаждение углекислого серебра карбонатом натрия, отличающийся тем, что осаждение ведут насыщенным раствором карбоната натрия, содержащего 21,8 г карбоната натрия на 100 г воды, который вносят при непрерывном перемешивании в раствор нитрата серебра, с концентрацией по серебру 0,5 моль/л до достижения конечного значения рН раствора 7-8.

Изобретение относится к способам получения порошкового материала, содержащего микрочастицы, и может быть использовано в медицине в качестве материала с бактерицидным действием; в химии для очистки питьевой воды; в производстве катализаторов; в химической промышленности для защитного покрытия стенок трубопроводов; в химических источниках тока.

Способ получения нитрата серебра высокой степени чистоты // 2585788

Способ может быть использован для синтеза соединений серебра. Получают нитрат серебра высокой степени чистоты упариванием раствора нитрата серебра, нагреванием раствора и введением высаливателя - концентрированной азотной кислоты - в объемном соотношении раствор азотнокислого серебра:азотная кислота 1:0,5-0,7, высаливатель вводят в предварительно упаренный насыщенный нагретый до 95±5°C раствор нитрата серебра, содержащий нитрат серебра в количестве 75-90 мас.%, после чего проводят кристаллизацию путем охлаждения раствора до температуры ≤20°C без перемешивания с последующей выдержкой в течение 2 часов.

Способ изготовления коллоидного раствора серебра // 2584198

Изобретение может быть использовано в биологии и медицине. Способ изготовления коллоидного раствора серебра включает проведение электроразрядов в жидкой среде и определение концентрации раствора серебра.

Способ разделения радионуклидов кадмия и серебра // 2574274

Изобретение относится к области радиохимии и может быть использовано в технологии получения радиоактивных изотопов и аналитической химии. Способ разделения радионуклидов кадмия и серебра включает растворение облученного серебра в азотной кислоте, упаривание раствора, растворение образовавшихся нитратов в аммиачном растворе, восстановление серебра до металла в аммиачной среде сернокислым гидроксиламином при рН более 6 и при мольном отношении сернокислого гидроксиламина к серебру более 1, отделение осадка металлического серебра от маточного раствора, содержащего кадмий-109 и осаждение из маточного раствора любого малорастворимого соединения кадмия.

Способ изготовления коллоидного раствора серебра // 2574268

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.

Способ получения нанокристаллического порошка сульфида серебра // 2572421

Изобретение относится к технологии получения порошкового материала, содержащего наночастицы полупроводникового соединения, и может быть использовано в оптоэлектронике и медицине.

Фотохимический способ получения стабилизированных наночастиц серебра // 2569546

Изобретение может быть использовано в производстве средств санитарной обработки для применения в медицине, ветеринарии, пищевой промышленности и в быту. Фотохимический способ получения стабилизированных наночастиц серебра включает взаимодействие ионов серебра со стабилизирующим агентом в водном растворе при комнатной температуре под действием света видимого диапазона.

Продукт для очистки флюидов и способ получения // 2559498

Изобретения могут быть использованы при бактерицидной обработке флюидов, таких как вода и промышленные жидкости. Продукт для очистки флюидов содержит, с одной стороны, пористое тело, имеющее наружную и внутреннюю удельную поверхность, и, с другой стороны, металлизированный слой нанометровой толщины, покрывающий, по меньшей мере, часть наружной и внутренней поверхности пористого тела.

Способ иммобилизации химотрипсина на наночастицах селена или серебра // 2551317

Изобретение относится к области биотехнологии, биохимии и медицины. Предложен способ иммобилизации химотрипсина на наночастицах селена или серебра.

Способ получения наночастиц серебра // 2526390

Изобретение может быть использовано в области химии, медицины и нанотехнологии. Способ получения наночастиц серебра включает приготовление водных растворов нитрата серебра концентрации 0,001÷0,02 М/л и L-цистеина концентрации 0,00125÷0,04 М/л.

Осажденный карбонат кальция из отходов целлюлозного завода, имеющий повышенную степень белизны, способ его получения и использование // 2596827

Изобретение относится к способу получения осажденного содержащего ионы двухвалентного металла карбонатного продукта из содержащего ионы двухвалентного металла карбоната, который извлечен из отходов, причем осажденный содержащий ионы двухвалентного металла карбонатный продукт имеет повышенную степень белизны, и данный способ включает следующие стадии: (a) прокаливание содержащего ионы двухвалентного металла карбонатного материала низкой чистоты, имеющего степень белизны R457 согласно стандарту ISO, составляющую менее чем 90% при измерении согласно стандарту ISO 2469, извлеченного из отходов, для получения содержащего ионы двухвалентного металла оксида; (b) гашение содержащего ионы двухвалентного металла оксида, полученного на стадии (а), для получения водной суспензии содержащего ионы двухвалентного металла гидроксида; (c) насыщение диоксидом углерода водной суспензии содержащего ионы двухвалентного металла гидроксида, полученной на стадии (b), с использованием содержащей диоксид углерода композиции для получения мелких осажденных содержащих ионы двухвалентного металла карбонатных частиц; (d) последующая обработка мелких осажденных содержащих ионы двухвалентного металла карбонатных частиц, полученных на стадии (c), для получения мелких дискретных осажденных содержащих ионы двухвалентного металла карбонатных частиц путем дезагломерации; (e) смешивание мелких дискретных осажденных содержащих ионы двухвалентного металла карбонатных частиц, полученных на стадии (d), с водной суспензией содержащего ионы двухвалентного металла гидроксида, которая была получена гашением высокочистого содержащего ионы двухвалентного металла оксида для получения в результате этого реакционной смеси; и (f) насыщение диоксидом углерода полученной в результате реакционной смеси, полученной на стадии (е), для получения осажденного содержащего ионы двухвалентного металла карбонатного продукта, имеющего повышенную степень белизны по сравнению с осажденными содержащими ионы двухвалентного металла карбонатными частицами, полученными на стадии (с).

Способ разложения карбонатов // 2568478

Изобретение может быть использовано в химической, горнодобывающей промышленности. Способ разложения карбонатов включает измельчение исходного сырья, разложение карбонатов за счет подвода внешней энергии, отвод конверсионного газа, охлаждение целевого продукта.

Способ получения ультрадисперсных порошков карбонатов // 2533143

Изобретение может быть использовано в химической промышленности. Способ получения ультрадисперсных порошков карбонатов включает карбонизацию водной суспензии исходного сырья в условиях повышения давления двуокиси углерода при одновременной гомогенизации суспензии.

Усовершенствованный интегрированный химический процесс // 2504426

Изобретение относится к технологии превращения диоксида углерода в твердый материал с использованием минеральной карбонизации. Способ содержит следующие стадии: (а) прямую термоактивацию магнийсиликат-гидроксидного минерального сырья путем сжигания топлива, в результате чего образуется активированное сырье; (b) выделение из активированного сырья оксидов металлов при существенном исключении отделения оксида магния и силиката магния, в результате чего образуется остаточное активированное сырье; (с) до или после стадии отделения суспендирование активированного сырья в растворителе с образованием суспензии; и (d) контактирование суспензии остаточного активированного сырья с диоксидом углерода, в результате чего диоксид углерода превращается в карбонат магния.

Способ изготовления катализаторов, включающий регенерацию осаждающих агентов-карбонатов металла // 2482918

Изобретение относится к способам производства катализаторов. .

Способ снижения концентрации co2 в жидкости и устройство для его осуществления // 2449828

Различные типы неорганических веществ, которые содержат карбонат, выделяющий при разложении меньшее количество диоксида углерода из ископаемого топлива, способы их получения и их применение // 2407702

Способ получения ультрадисперсных порошков карбонатов // 2374176

Изобретение относится к химической технологии неорганических материалов, а именно к технологии получения ультрадисперсных порошков карбонатов. .

Способ получения карбоната кальция из отходящих газов производства извести // 2284963

Изобретение относится к неорганической химии и может быть использовано при получении чистого и мелкодисперсного карбоната кальция. .

Способ получения высокодисперсных и гранулометрически однородных карбонатов редкоземельных элементов пластинчатой или дендритной формы. // 2245845

Изобретение относится к области гидрометаллургии редкоземельных элементов, в частности к технологии получения карбонатов редкоземельных элементов с регулируемой формой частиц, используемых в производстве полировальных материалов и катализаторов.

Способ получения водного коллоидного раствора наночастиц сульфида серебра // 2600761

Изобретение может быть использовано в оптоэлектронике и медицине при получении источников излучения и флуоресцентных меток. Способ получения водного коллоидного раствора наночастиц сульфида серебра включает получение смеси водных растворов нитрата серебра, сульфида натрия и стабилизатора. К водному раствору нитрата серебра добавляют водный раствор стабилизатора. Затем к полученному раствору добавляют водный раствор сульфида натрия при контролируемом значении рН и комнатной температуре. В качестве стабилизатора используют цитрат натрия Na3C6H5O7 при мольном соотношении компонентов нитрат серебра : сульфид натрия : цитрат натрия = 1:(0,5÷1):(0,4÷20) и значении рН, равном 5,2-6,1. Изобретение позволяет упростить получение стабильных до года водных коллоидных растворов наночастиц сульфида серебра с размером частиц от 6 до 20 нм при условии их хранения при комнатной температуре. 3 ил., 1 табл., 3 пр.