Спосіб одержання наночастинок срібла

Спосіб одержання наночастинок срібла, що включає взаємодію прекурсору діаміногідроксиду срібла і поліоксіетиленвмісного альтернатного амфіфільного інвертабельного кополімеру у неполярному розчиннику, який відрізняється тим, що як альтернатний амфіфільний інвертабельний кополімер використовують гребінчатий кополімер α-олефін-комалеїновий ангідридкометоксиполіоксіетиленілмалеїнат формули Винахід стосується одержання гомогенного полікристалічного матеріалу певної структури, а саме одержання наночастинок срібла, які можуть бути використані для створення наповнених полімерних нанокомпозитів для оптомікроелектроніки та для створення бактерицидних матеріалів. Відомий спосіб одержання наночастинок срібла, що включає одержання зворотних міцел, які утворювали рамноліпиди у мікроемульсіях типу вода в маслі, які одержували з використанням як маслосередовища суміші бутанолу та н-гептанолу, як водну фазу - розчин нітрату срібла, а утворення наночастинок срібла відбувалось в результаті відновлення іонів срібла натрійборогідридом NaBH4. Розмір наночастинок срібла дорівнював 6-15 нм і зберігався протягом 30-60 днів [Yingwej Xie, Ruqiang Ye, Honglai Lui Sinthesis of silver nanoparticles in reverse micelles stabilized by natural biosurfuctant//Colloids and Surfaces: A Physicochem. Eng. Aspects. - 2006. - Vol. 279. – N 2. - P. 175178.]. Найбільш близьким до запропонованого є спосіб одержання наночастинок срібла, що включає взаємодією прекурсору діаміногідроксиду срібла і поліоксіетиленвмісного альтернатного амфіфільного інвертабельного кополімеру у неполярному розчиннику [A. Voronov, A. Kohut, S. Vasylyev and W. Peukert Mechanism of Silver Ion Reduction in Concentrated Solutions of Amphiphilic Invertible Polyesters in Nonpolar Solvent at Room Temperature CH-CH CH2 CH-CH n m-n (13) m k CH3 O C C O O O C HO C O O (CH2CH2O)7CH3 , (19) UA (11) де k=5, 7, 9, 11, 14. 95724 CH2-CH C2 (21) a201005490 (22) 05.05.2010 (24) 25.08.2011 (46) 25.08.2011, Бюл.№ 16, 2011 р. (72) БУДІШЕВСЬКА ОЛЬГА ГРИГОРІВНА, КУДІНА ОЛЕНА ОЛЕКСАНДРІВНА, ВОРОНОВ АНДРІЙ СТАНІСЛАВОВИЧ, КОГУТ АНАНІЙ МИХАЙЛОВИЧ, ХОМЕНКО ОЛЕНА ІГОРІВНА, ВОРОНОВ СТАНІСЛАВ АНДРІЙОВИЧ (73) НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ "ЛЬВІВСЬКА ПОЛІТЕХНІКА" (56) Yingwej Xie, Ruqiang Ye, Honglai Lui Sinthesis of silver nanoparticles in reverse micelles stabilized by natural biosurfuctant//Colloids and Surfaces: A Physicochem. Eng. Aspects. - 2006. - Vol. 279. – N 2. - P. 175-178 A. Voronov, A. Kohut, S. Vasylyev and W. Peukert Mechanism of Silver Ion Reduction in Concentrated Solutions of Amphiphilic Invertible Polyesters in Nonpolar Solvent at Room Temperature //Langmuir. 2008. - Vol 24 (21). - P. 12587-12594 RU 2259871, 10.05.2005, C2 EP 2030706, 04.03.2009, A1 US 2009176875, 09.07.2009, A1 3 95724 //Langmuir. - 2008. - Vol 24 (21). - P. 12587-12594.]. Як альтернатні амфіфільні інвертабельні кополімери використовували поліестери поліетиленгліколів з молекулярною масою 300 Da або 600 Da та аліфатичних дикарбонових кислот - декандіової або додекандіової. Взаємодію прекурсору та поліоксіетиленвмісного кополімеру проводили у їх бензольних розчинах концентрацією 25-50 % мас за кімнатної температури. Однак у цьому способі використовують поліестери поліетиленгліколів з молекулярною масою 300 Da або 600 Da та аліфатичних дикарбонових кислот - декандіової або додекандіової, структура яких забезпечує утворення наночастинок срібла розміру - 8-10 нм, які мають недостатньо високу температуру плавлення і електропровідність і унеможливлює одержання наночастинок срібла з розміром 27-30 нм. В основу винаходу поставлена задача - створити спосіб одержання наночастинок срібла, у якому використання альтернатних амфіфільних інвертабельних кополімерів нової структури забезпечило би утворення супрамолекулярних агрегатів з вузьким розподілом і розмірами 70-90 нм, що дасть можливість одержання наночастинок срібла з вузьким розподілом і розмірами 27-30 нм для створення ефективних електропровідних покриттів та композитів для оптомікроелектроніки. Поставлена задача вирішується тим, що у способі одержання наночастинок срібла, що включає взаємодією прекурсору діаміногідроксиду срібла і поліоксіетиленвмісного альтернатного амфіфільного інвертабельного кополімеру у неполярному розчиннику, згідно з винаходом, як поліоксіетиленвмісний альтернатний амфіфільний інвертабельний кополімер використовують гребінчатий кополімер α-олефін-комалеїновий ангідридкометоксиполіоксіетиленілмалеїнат формули CH2-CH CH-CH m CH2 CH-CH n m-n k CH3 O C C O O O C C O HO O (CH2CH2O)7CH3 , де k=5, 7, 9, 11, 14. Це забезпечує утворення у неполярному розчиннику супрамолекулярних агрегатів з вузьким розподілом за розмірами у межах 70-90 нм унаслідок присутності у бокових відгалуженнях макромолекул інвертабельних амфіфільних гребінчатих альтернатних кополімерів регулярно розташованих ліпофільних ланцюгів алкільних замісників у ланках α-олефінів та гідрофільних ланцюгів поліоксіетиленових ланцюгів. 4 Поліоксіетиленові ланцюги кополімерів концентруються у гідрофільній частині, а ланцюги алкільних замісників у ланках а-олефінів формують ліпофільну частину супрамолекулярних агрегатів типу «янус». Взаємодія прекурсору діаміногідроксиду срібла Ag[(NH3)2OH] з оксіетиленовими фрагментами поліоксіетиленових ланцюгів кополімерів відбувається у гідрофільній частині супрамолекулярних агрегатів, унаслідок чого утворюються наночастинки срібла з вузьким розподілом і розмірами 27-30 нм. Для одержання наночастинок срібла було використано: срібла нітрат (Aldrich), натрію гідроксид (Aldrich, >97,0 %), амонію гідроксид 30 % водний розчин (Aldrich), неполярний розчинник бензол (Aldrich, >99,9 %), які використовували без очищування. Кополімери α-олефін-комалеїновий ангідридкометоксиполіоксіетиленілмалеїнатів одержували за методикою [Кудіна О.О., Будішевська О.Г., Воронов А.С., Когут А.М., Воронов С.А. Формування наночастинок срібла у самовпорядкованих полімерних системах амфіфільних гребінчатих кополімерів малеїнового ангідриду //Вопросы химии и химической технологии - 2010. - № 1. - С. 60-66]. Для одержання прекурсору діаміногідроксиду срібла 0,12 г срібла нітрату розчиняли у 1 мл дистильованої води і змішували з розчином 0,2 г натрій гідроксиду у 1 мл дистильованої води. Після утворення осаду оксиду срібла суміш відцентрифуговували та багаторазово промивали осад дистильованою водою до рН 8,0. Розчин прекурсору діаміногідроксиду срібла утворювався після повного розчинення відцентрифугованого осаду у 0,3 мл 30 % розчину амонію гідроксиду. Суть винаходу пояснюється прикладами. Приклад 1 0,5 г кополімеру l-додецен-комалеїновий ангідрид-кометоксиполіоксіетиленілмалеїнат1 (ДДЦМА-МПЕГМ1), склад якого наведено у таблиці, п. 1, при перемішуванні розчиняли у 5 мл бензолу. Через одержаний розчин двічі барботували аргон і при перемішуванні протягом 5 хвилин додавали 0,013 г розчину прекурсору, після чого поміщали реакційну суміш у темряву. Протягом 2 діб формувались наночастинки срібла у вигляді прозорого розчину жовтого кольору. Розмір наночастинок срібла визначали методом динамічного світлорозсіювання на приладі Particle Sizing Systems Nicomp 380 з роздільною здатністю від 3 нм до 5 мкм. Він дорівнював 27-30 нм. Мікрофотографії наночастинок срібла отримували за допомогою трансмісійного електронного мікроскопу (ТЕМ) JEOL JEM-100CX. 5 95724 6 Таблиця Склад кополімерів α-олефін-комалеїновий ангідрид-кометоксиполіоксіетиленілмалеїнатів № п Кополімер α-олефін-МА-МПЕГМ 1 2 3 4 5 6 ДДЦ-МА-МПЕГМ1 ДДЦ-МА-МПЕГМ2 Окт-МА-МПЕГМ ДЦ-МА-МПЕГМ ТДЦ-МА-МПЕГМ ГДЦ-МА-МПЕГМ Значення k 9 9 5 7 11 14 Приклад 2 Процес проводили за прикладом 1, у якому як кополімер використовували 1-додеценкомалеїновий ангідридкометоксиполіоксіетиленілмалеїнат (ДДЦ-МАМПЕГМ2), склад якого наведено у таблиці, п. 2. Розміри наночастинок срібла 27-30 нм. Приклад 3 Процес проводили за прикладом 1, у якому як кополімер використовували 1-октен-комалеїновий ангідрид-кометоксиполіоксіетиленілмалеїнат (ОктМА-МПЕГМ), склад якого наведено у таблиці, п. 3. Розміри наночастинок срібла 27-30 нм. Приклад 4 Процес проводили за прикладом 1, у якому як кополімер використовували 1-децен-комалеїновий ангідрид-кометоксиполіоксіетиленілмалеїнат (ДЦ Комп’ютерна верстка Л. Купенко Вміст ланок у кополімерах α-олефін-МА-МПЕГМ, % мол. α-олефін МА МПЕГМ 50,1 32,3 17,6 50,1 38,4 11,5 50,1 31,9 18,0 50,2 32,3 17,5 50,0 42,0 8,0 50,1 42,1 7,8 МА-МПЕГМ), склад якого наведено у таблиці, п. 4. Розміри наночастинок срібла 27-30 нм. Приклад 5 Процес проводили за прикладом 1, у якому як кополімер використовували 1-тетрадеценкомалеїновий ангідридкометоксиполіоксіетиленілмалеїнат (ТДЦ-МАМПЕГМ), склад якого наведено у таблиці, п. 5. Розміри наночастинок срібла 27-30 нм. Приклад 6 Процес проводили за прикладом 1, у якому як кополімер використовували 1-гептадеценкомалеїновий ангідридкометоксиполіоксіетиленілмалеїнат (ГДЦ-МАМПЕГМ), склад якого наведено у таблиці, п. 6. Розміри наночастинок срібла 27-30 нм. Підписне Тираж 23 прим. Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601