Спосіб одержання мікроволокон срібла

1. Спосіб одержання мікроволокон срібла взаємодією солей срібла з відновниками, який відрізняється тим, що взаємодію неорганічних або органічних солей срібла з аліфатичними або ароматичними первинними, вторинними, третинними моно- і поліамінами як відновниками в співвідношенні (1-2):(1-2) проводять в темряві, при кімнатній температурі, при перемішуванні 5-7хв. і витримуванні 50-60хв., одержаний осад у вигляді мікроволокон відфільтровують, промивають етилацетатом і сушать до постійної маси. 2. Спосіб за п.1, який відрізняється тим, що взаємодією неорганічних або органічних солей срібла з аліфатичними або ароматичними первинними, вторинними, третинними моно- і поліамінами проводять в органічних розчинниках (20%-й розчин на сухі речовини). Винахід відноситься до сфери одержання благородних металів у вигляді мікроволокон срібла в органічних розчинниках відновленням неорганічних та органічних солей срібла і призначені для застосування як наповнювачі в електропровідних клеях, герметиках, як активні компоненти в електроніці, фотоніці, медицині та інших областях техніки. Відомий спосіб одержання мікроволокон срібла швидким мікрохвильовим нагрівом реакційної маси. Синтез проходить через стадію формування затравок золота у формі наночастинок шляхом відновлення НАuСl4 натрій цитратом. Наступний крок включає змішування водних розчинів AgNO3 (1mM), натрій цитрату (3,5mМ) та отриманих нанозерен золота (0,1 тМ). В результаті мікрохвильового нагріву протягом 1-4хв. при температурі 100°С відбувається відновлення солей срібла за допомо гою натрій цитрату до металу. Отримані частинки з різною морфологією, серед них і срібло у вигляді мікроволокна [1]. Відомий також спосіб одержання нано/мікроволокон (діаметр 10-40нм, довжина до декількох мікрометрів) при УФ-опроміненні (253, 7нм) розчинів AgNO3 (1моль/л) та гідроксиетилцелюлози (1%) [2, 3]. Позитивним в обох способах одержання мікроволокон срібла є висока швидкість проходження реакції, в результаті якої формуються мікро- та наночастинки срібла. Недоліком є утворення сумішей частинок срібла різної морфології, серед яких і мікроволокна срібла. Найбільш близьким до запропонованого є спосіб одержання мікроволокон срібла з розведеного водного розчину. Прекурсором виступає AgNO3, як відновник використовують сіль винної кислоти (ка (19) UA (11) 85027 (13) (21) a200803630 (22) 21.03.2008 (24) 10.12.2008 (46) 10.12.2008, Бюл.№ 23, 2008 р. (72) ГРЕСЬ ОЛЕНА ВІТАЛІЇВН А, U A, ЛЕБЕДЄВ ЄВГЕН ВІКТОРОВИЧ, UA, МАТЮШОВ ВІТАЛІЙ ФЕДОРОВИЧ, U A (73) ІНСТИТУТ ХІМІЇ ВИСОКОМОЛЕКУЛЯРНИХ СПОЛУК НАН УКРАЇНИ, U A (56) SU 73423 , 28. 02. 1949 CN 1843670 A. 11.10. 2006 Xin Gu, Chageng Nie, Yuekun Lai, Changjian Lin. Synthesis of silver nanorods and nanowires by tartrate - reduced route in aqueous solutions // Materials Chemistry and Physics. - 2006. - T. 96, C.217-222. C2 1 3 85027 лій тартрат). Реакцію проводять в присутності полі-вінілпіролідону як стабілізатора при 100°С протягом 80хв. при послідовному введенні по краплях водних розчинів калій тартрату і далі аргентум нітрату в попередньо приготовлений водний розчин полі-вінілпіролідону з енергійним перемішуванням. Отриманий продукт представляє собою суміш мікрочастинок та мікроволокон. Мікроволокна відділяли від інших мікрочастинок центрифугуванням. Вихід мікроволокон срібла з середніми розмірами довжини і діаметра 10мкм і 0,5мкм, відповідно, становив -30% [4]. Позитивним у цьому способі одержання мікроволокон срібла є оптимальні час проведення синтезу та співвідношення довжини до діаметра в отриманих мікроволокнах. Недоліком відомого способу є незначна практична цінність, у зв'язку з використанням систем з низькою концентрацією реагуючих компонентів, одержанням низьких виходів мікроволокон срібла, сумішей мікрокристалів різної форми (кубічної, октаедричної, сферичної, пластинчастої, волоконної) та розмірів; проведенням реакції при температурі кипіння розчинника. При проведенні синтезу у водному середовищі характерним є явище перекристалізації волокон в структури, які мають форму пластинок, витягнути х призм. Технічним завданням винаходу є вдосконалення способу одержання мікроволокон срібла (проведення реакції в концентрованих системах без органічних розчинників або із використанням органічних розчинників, одностадійне змішування компонентів синтезу при кількісному співвідношенні компонентів (1-2):(1-2), кімнатна температура при проведенні синтезу) з підвищенням виходу цільового продукту. Поставлене завдання досягається тим, що за способом одержання мікроволокон срібла взаємодією солей срібла з відновниками згідно із запропонованим винаходом, взаємодію неорганічних або органічних солей срібла з аліфатичними або ароматичними первинними, вторинними, третинними моно- і поліамінами в співвідношенні (1-2):(12) проводять в темряві і кімнатній температурі при перемішуванні 5-7хв. і ви тримуванні 50-60хв., одержаний осад у вигляді мікроволокон відфільтровують, промивають етилацетатом, сушать до постійної маси. Поставлене завдання досягається також і тим, що за способом одержання мікроволокон срібла взаємодією неорганічних або органічних солей срібла з аліфатичними або ароматичними первинними, вторинними, третинними моно- і поліамінами проводять в 20%-у розчині (на сухі речовини) органічних розчинників. Запропонований спосіб отримання мікроволокон срібла відрізняється тим, що в якості відновників використовують аліфатичні або ароматичні первині, вторинні, третинні моноаміни і поліаміни. Джерелами срібла є його солі з неорганічними або органічними кислотами. Синтез проходить при 4 кількісному співвідношенні компонентів (1-2):(1-2), при кімнатній температурі, при перемішуванні, витримуванні без перемішування в темряві та виділенні цільового продукту. Джерелами срібла є його солі з неорганічними і органічними кислотами, наприклад: аргентум нітрат, -іодид, -ацетат, -себацинат, -метакрилат, бензоат та інші. В якості амінів використовують аліфатичні та ароматичні первині, вторинні, третинні моноаміни і поліаміни, наприклад: гексиламін, аміноетанол, діетиламін, діетаноламін, триетиламін, Nметилдіетаноламін, N,N-диметилетаноламін, анілін, диметиланілін, N,N-диметилбензиламін, тетраізопропоксиетилендіамін та інші. Серед органічних розчинників використовують: толуен, диметилформамід, хлороформ, 1,2дихлоретан та інші. Приклад 1 Змішують в темряві 8,35г (0,05моль) аргентум ацетату та 5,05г (0,05моль) триетиламіну. Реакційну суміш перемішують протягом 5хв. і ви тримують без перемішування в темряві протягом 1 години. Осад відфільтровують, промивають 20мл етилацетату і сушать до постійної маси. Отримують продукт у вигляді мікроволокон із виходом 96% (мас). Форму і розмір частинок визначають методом скануючої електронної мікроскопії (СЕМ) за допомогою скануючого електронного мікроскопа JEOL JSM 5400 SEM (Tokyo, Japan) з прискоренням 25кВ і детектором вторинних електронів; збільшення приладу - 4000. На Рис.1 показано зображення СЕМ отриманих мікроволокон срібла з середніми розмірами довжини і діаметра 16,7мкм і 1,8мкм, відповідно. Приклад 2 Змішують в темряві 8,35г (0,05моль) аргентум ацетату, 5,05г (0,05моль) триетиламіну та 53,4г толуену (20% на сухі речовини). Реакційну суміш перемішують протягом 5хв. і витримують без перемішування в темряві протягом 1 години. Далі додають 20мл етилацетату і центрифугують для розділення мікроволокон та шару рідини, що містить колоїдне срібло. Відділені мікро волокна срібла висушують до постійної маси. Вихід мікроволокон становить 65% (мас). Форму і розмір частинок визначають методом скануючої електронної мікроскопії (СЕМ) за допомогою скануючого електронного мікроскопа JEOL JSM 5400 SEM (Tokyo, Japan) з прискоренням 25кВ і детектором вторинних електронів; збільшення приладу - 2000. На Рис.2 показано зображення СЕМ отриманих мікроволокон срібла з середніми розмірами довжини і діаметра 18,5мкм і 2,6мкм, відповідно. Інші приклади одержання мікроволокон срібла наведені в таблиці. Приклади 3-18 наведені в таблиці. 5 85027 6 Таблиця Приклади 3-18 Реагуючі компоненти № при кладу Сіль срібла Відновник Кількісне співвідношення компонентів 4. 5. Аргентум ацетат -‘’-‘’-‘’-‘’ 6. -‘’-‘’ Триетиламін 1:1 7. -‘’-‘’ Триетиламін 1:1 8. -‘’-‘’ Триетиламін 1:1 9. -‘’-‘’ 10. 11. -‘’-‘’-‘’-‘’ 12. -‘’-‘’ 13. -‘’-‘’ 3. Розмір мікроволоТемпекон срібла ратура Довжина, Діаметр, реакції мкм мкм Гексиламін 1:1 10-15 1,8-2 кімнатна Діетиламін Діетаноламін 1:1 1:1 16-18 8-10 1,8-3 1,8-2 -‘’-‘’-‘’-‘’ 15-17 4-6 -‘’-‘’ 3-10 1-3 -‘’-‘’ 15-20 3-5 -‘’-‘’ 1:1 16-20 2-5 -‘’-‘’ 1:1 1:1 7-8 0,7-1 1,8-2 6,1-8нм -‘’-‘’-‘’-‘’ 1:1 17-20 2-3,5 -‘’-‘’ 2:1 10-19 1,3-2 -‘’-‘’ 1:1 24-27 1,5-3 -‘’-‘’ 1:1 5-10 2-3 -‘’-‘’ 1:1 7-10 1,5-2 -‘’-‘’ 1:2 5-10 1-2 -‘’-‘’ 1:1 8-15 1,5-3 -‘’-‘’ 8-10 0,5-1 100°С N,Nдиметилетаноламін Анілін Диметилані-лін N,Nдиметилбензиламін Тетраізопропоксиетилендіамін Аргентум ніТриетиламін трат Аргентум іо15. Триетиламін дид N-метил- діе16. -‘’-‘’таноламін Аргентум се- N-метил17. бацинат діетаноламін Аргентум N,N18. бензоат диметилетаноламін прото Аргентум ніКалій тартрат тип трат 14. Розчинник 1:10 Застосування таких компонентів дозволяє проводити реакцію в концентрованих системах без розчинників або з використанням розчинників при одностадійному змішуванні всіх компонентів в кількісному співвідношенні (1-2):(1-2), прикімнатній температурі з виходами продуктів реакції 65-96%, тоді як за прототипом реакцію відновдення срібла проводять в розведених розчинах при послідовному додаванні компонентів по краплях протягом часу проходження реакції (80 хв.) при 100°С з енергійним перемішуванням реакційної суміші з наступним відділенням (по закінченні реакції) мікроволокон від інших мікрочастинок центрифугуванням отриманої суміші; і одержанням мікроволокон із виходом -30%. диметил формамід (20% на сухі речовини) хлороформ (20% на сухі речовини) 1,2-дихлоретан (20% на сухі речовини) Водний розчин Отримані мікроволокна срібла можуть бути використані як наповнювачі при створенні полімерних електропровідних композиційних матеріалів, в медицині, гігієні як антисептичні, антибактеріальні матеріали. Література: 1. Fu-Ken Liu, Pei-Wen Huang, Yu-Cheng Chang et al // J. of Crystal Growth. -2005.- 273.-P.439-445. 2. Jana Nikhil R. // Chem. Commun. - 2001. №7.P.617-618. 3. Wu Shuiang-Ding et al // J. Chem. Res. Synop. - 2002.- №7.-P.342-343. 4. Xin Gu, Chageng Nie, Yuekun Lai // Materials Chemistry and Physics. -2006.-96.-P.217-222. 7 Комп’ютерна в ерстка Н. Лисенко 85027 8 Підписне Тираж 28 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601