Спосіб отримання стабілізованих наночасток срібла

Реферат: Спосіб отримання колоїдного розчину металу включає відновлення іонів металу контактною нерівноважною низькотемпературною плазмою під тиском 0,7-0,8 кПа на поверхні рідкої реакційної маси, при силі струму розряду 70-150 мА, напругою 450-1000 В, товщині шару розчину 10-50 мм, відстані від анода до поверхні оброблювального середовища 5-10 мм, температурі розчину нижче його температури кипіння, 0,01 Μ водного розчину солі AgNO3 з стабілізуючим агентом. Як стабілізатор використовують водний розчин полівінілового спирту кількістю 0,1-0,5 %. UA 118334 U (12) UA 118334 U UA 118334 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до області нанотехнологій, зокрема до способів отримання матеріалів, що містять наночастинки срібла, і може бути використана для виготовлення розчинів дезінфекції, знезараження води, косметичних засобів, лікарських препаратів, харчових і біологічно активних добавок, медичних виробів і матеріалів медичного призначення та ін. Відомий фотохімічний спосіб отримання стабілізованих наночасток срібла, який включає взаємодію іонів срібла із стабілізуючим агентом в водному розчині при кімнатній температурі під дією світла видимого діапазону. Як відновлювач і стабілізуючий агент використовують додецилсульфат натрію або полімерний продукт, обраний з групи: полівінілпіролідон, полівініловий спирт, крохмаль [Пат. 2569546 Россия, МПК (2006.01) C01G 5/00, B01J 13/00, В82B 3/00, B82Y 40/00, А61К 33/38. Фотохимический способ получения стабилизированных наночастиц серебра /Варфоломеев С.Д., Горшенев В.Н., Лобанов А.В., Васильев С.М., Кононенко А.Б., Бритова С.В., Банникова Д.Α., Савинова Е.П., Жунина О.А. (Россия); заявитель и патентообладатель ИБХФ РАН. - № 2014142966/05; заявл. 27.10.14; опубл. 27.11.15, Бюл. № 33]. Недоліком відомого способу є необхідність ведення процесу фотохімічного опромінення протягом 60-120 хв, що робить процес одержання наночасток срібла енергоємним. Відомий спосіб отримання наночасток срібла у водному середовищі, що включає розчинення стабілізаторів в дистильованої воді, занурення в отриманий розчин анода, виконаного у вигляді срібної пластини, і катода, виконаного у вигляді пластини з нержавіючої сталі, електрохімічне розчинення аноду при пропущенні через розчин стабілізованого постійного струму. Як стабілізатори застосовують речовину вибрану з полігліколей, полівінілпіролідону, желатину або поліакрилату натрію/калію. [Пат. 2390344 Россия, МПК (2006.01) А61K 33/38, С01G 5/00, В82В 3/00. Способ получения наночастиц серебра в водной среде /Крейцберг Г.Н., Голиков И. В., Завойстый И.В., Уставщиков О.Б. (Россия); заявитель и патентообладатель ООО "Научно-производственное объединение "Ликом". - № 2008127628/15; заявл. 20.01.10; опубл. 27.05.10, Бюл. № 15.] Недоліками способу є багатостадійність та енергоємність процесу, необхідність застосування речовин стабілізаторів та введення стадії попереднього їх підготовки з витримкою температурного режиму та часових параметрів. Відомий спосіб отримання розчину наночасток срібла, в якому відновлення іонів металу з водного розчину його солі здійснюють контактною нерівноважною низькотемпературною плазмою (КНП) [Восстановление ионов серебра из водного раствора путем его плазмохимической обработки /О.В. Сергеева, А.А. Пивоваров, Л.А. Фролова, Т.Н. Дубовик //Materialy viii Mezinarodni vedecko-prakticka conference "Predni vedecke novinky-2012", 27 srpna05 zari 2012 roku. Dil 9. Ekologie. Chemie a chemicka technologie zemedelstvi. Praha. - P. 27-30.] Недоліками способу є підвищені витрати реагентів для синтезу часток срібла (до 20 г/л) та їх тенденція до агрегації при тривалому зберіганні отриманих розчинів, що як наслідок, сприяє втраті цільових властивостей. Найближчим аналогом за технічною суттю та результатом, що досягається до запропонованої корисної моделі є спосіб отримання колоїдного розчину наночасток срібла, що включає відновлення іонів металу контактною нерівноважною низькотемпературною плазмою під тиском 0,7-0,8 кПа на поверхні рідкої реакційної маси, при силі струму розряду 70-150 мА, напругою 450-1000 В, товщині шару розчину 10-50 мм, відстані від анода до поверхні оброблювального середовища 5-10 мм, температурі розчину нижче його температури кипіння, 0,01 Μ водного розчину солі AgNO3 з стабілізуючим агентом полімер - поліакриламід кількістю 5-10 % [Пат. 95003 Україна, МПК (2014.01) B01G 13/00. Спосіб отримання колоїдного розчину наночасток срібла /Півоваров О.Α., Воробйова М.І. (Україна); заявник та патентовласник ДВНЗ "Укр. держ. хім. - техн. ун-т." - № u201406343; заявл. 10.06.14; опубл. 10.12.14, Бюл. № 23.]. Недоліками найближчого аналога є обмежений термін збігання колоїдних розчинів до 8-10 діб та підвищені витрати реагенту стабілізатора, що в свою чергу обмежує широке застосування часток в різних галузях виробництв та здорожує собівартість отримання колоїдних розчинів. В основу корисної моделі поставлена задача - розробити удосконалений спосіб отримання колоїдних розчинів, використання якого б дозволяло підвищити стабільність отриманих розчинів при одночасному зменшенні кількості реагенту стабілізатору в розчині, шляхом використання стабілізуючої складової. Поставлена задача вирішується тим, що у способі отримання наночасток срібла, який включає відновлення іонів металу контактною нерівноважною низькотемпературною плазмою під тиском 0,7-0,8 кПа на поверхні рідкої реакційної маси, при силі струму розряду 70-150 мА, напругою 450-1000 В, товщині шару розчину 10-50 мм, відстані від анода до поверхні оброблювального середовища 5-10 мм, температурі розчину нижче його температури кипіння, 1 UA 118334 U 5 10 15 20 25 30 0,01 Μ водного розчину солі AgNO3 з стабілізуючим агентом, відповідно до корисної моделі, як стабілізатор використовують водний розчин полівінілового спирту кількістю 0,1-0,5 %. Наводимо приклади здійснення запропонованої корисної моделі. Приклад 1. Полівініловий спирт (ПВС) розчиняють в підігрітій до 45-55 °C дистильованій воді для отримання 0,1 Μ розчину при перемішуванні протягом 30-40 хвилин. Для синтезу колоїдного розчину срібла готують 0,01 Μ водний розчин солі срібла і додають 0,5 % стабілізуючого агенту. Отриманий розчин заливають в реактор періодичної дії та обробляють контактною нерівноважною низькотемпературною плазмою впродовж 7 хвилин розрядом тиску 0,8 кПа, при силі струму розряду 150 мА, напругою 1000 В, товщині шару пульпи 50 мм, відстані від анода до поверхні оброблювального середовища 10 мм. Після плазмохімічної обробки розчину утворюється колоїдний розчин часток срібла. Тривалість стабільності розчину 25-30 днів. Приклад 2. Обробку розчину здійснюють відповідно до прикладу 1 з тією відзнакою, що для плазмохімічної обробки розчину готують 0,01 Μ водний розчин солі срібла, і як стабілізуючий агент додають 0,25 % полівінілового спирту. Після плазмохімічної обробки розчину утворюється колоїдний розчин. Тривалість стабільності розчину 10-20 днів. Приклад 3. Обробку розчину здійснюють відповідно до прикладу 1 з тією відзнакою, що для плазмохімічної обробки розчину готують 0,01 Μ водний розчин солі срібла, як стабілізуючого агента додають 0,1 % полівінілового спирту. Після плазмохімічної обробки розчину утворюється колоїдний розчин. Тривалість стабільності розчину 10-13 днів. В результаті здійснення способу одержання колоїдного розчину нанорозмірних часток срібла по технології, яка пропонується, забезпечується висока стабільність отриманих розчинів при зниженні кількості реагенту стабілізатору. Спосіб, що пропонується, при реалізації має наступні переваги: - забезпечується ефективне одержання колоїдних розчинів наночасток срібла при зниженні витрат реагенту стабілізатору; - досягається значна стабілізація розчинів до 10-30 діб. Корисна модель належить до колоїдної хімії і може бути використана для виготовлення каталізаторів, косметичних засобів, лікарських препаратів, харчових і біологічно активних добавок, медичних виробів і матеріалів медичного призначення, розчинів дезінфекції та ін. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 35 40 Спосіб отримання колоїдного розчину металу, який включає відновлення іонів металу контактною нерівноважною низькотемпературною плазмою під тиском 0,7-0,8 кПа на поверхні рідкої реакційної маси, при силі струму розряду 70-150 мА, напругою 450-1000 В, товщині шару розчину 10-50 мм, відстані від анода до поверхні оброблювального середовища 5-10 мм, температурі розчину нижче його температури кипіння, 0,01 Μ водного розчину солі AgNO3 з стабілізуючим агентом, який відрізняється тим, що як стабілізатор використовують водний розчин полівінілового спирту кількістю 0,1-0,5 %. Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2