Спосіб одержання наночастинок срібла

Реферат: Спосіб одержання наночастинок срібла включає відновлення срібла з водного розчину солі аргентуму у присутності відновника та стабілізатора наночастинок срібла у темряві. Як відновник і одночасно стабілізатор наночастинок срібла використовують полівінілпіролідон або його суміш з полівініловим спиртом. UA 92950 U (54) СПОСІБ ОДЕРЖАННЯ НАНОЧАСТИНОК СРІБЛА UA 92950 U UA 92950 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Корисна модель належить до способів одержання наночастинок срібла, які мають антисептичні властивості і які можуть бути використані в різних областях техніки, промисловості, косметики, побутової хімії, харчової промисловості, водопідготовки як консерванти, різні функціональні додатки, антисептичні засоби, а також у медицині, ветеринарії, у фармацевтичній галузі - для виготовлення (гідро)гелів, плівок для лікування опіків та ран, композиційних імплантів, мазей, спреїв, просочень для серветок і т.п., які характеризуються високою антисептичною (бактерицидною і фунгіцидною) ефективністю, нетоксичністю, седиментаційною та хімічною стійкістю. Відомий спосіб одержання наночастинок срібла, що включає відновлення срібла з водного розчину солі арґентуму у присутності відновника та стабілізатора наночастинок срібла у темряві. Як солі арґентуму використовують арґентуму ацетат та арґентуму метакрилат, як відновники - третинні аміни, як розчинники - трихлористий метан, дихлоретилен, диметилформамід (О. Гресь. Акрилатні дисперсії срібла і композиційні матеріали на їх основі// Український хімічний журнал. - 2009. - № 1. - С. 63). Реакцію здійснюють за мольного співвідношення компонентів 1:1 в темряві спочатку під час перемішування протягом 5 хв. і далі без перемішування протягом 1…24 год. Отриманий осад срібла фільтрують, промивають етилацетатом і сушать до постійної ваги. З фільтрату у вакуумі відганяють етилацетат. Однак цей спосіб багатостадійний, передбачає використання токсичних амінів та розчинників, а отримані згідно цього способу частинки срібла мають форму волокон або смужок великих розмірів (10…20 мкм) і тому седиментаційно не стійкі. Відомий спосіб одержання наночастинок срібла, що включає відновлення срібла з водного розчину солі арґентуму у присутності відновника та стабілізатора наночастинок срібла у темряві [Патент RU 2322327, 27.07.2007]. Як сіль арґентуму використовують комплекс солі арґентуму з аміаком, як відновники використовують гідразин, водень, борогідрид натрію, кверцетин. Для стабілізації наночастинок срібла використовують стабілізатори - зворотноміцелярні розчини поверхнево-активної речовини в неполярному розчиннику. Однак даний спосіб є складним, багатостадійним, додатково включає ультразвукову обробку та деаерування; він є дорогим і вимагає застосування великого набору реагентів і органічних розчинників, у т.ч. токсичних сполук. Відомий спосіб одержання наночастинок срібла, що включає відновлення срібла з водного розчину солі арґентуму у присутності відновника та стабілізатора наночастинок срібла у темряві [Патент US 5389122, 14.02.1995]. Як сіль арґентуму використовують гомогенні розчини комплексу водорозчинних солей арґентуму з алканоламінами (моноетаноламіном, діетаноламіном, триетаноламіном, діізопропаноламіном), як відновник - аскорбінову кислоту. Змішування розчинів здійснюють за температури від 10 до 100 °С. Після цього частинки відділяють від розчину, промивають і сушать. Однак цей спосіб передбачає використання токсичних аміновмісних сполук, а отримані частинки срібла мають великі (мікронні) розміри і не володіють седиментаційною стійкістю. В основу корисної моделі поставлена задача створити спосіб одержання наночастинок срібла, у якому використання нового відновника, який одночасно виконував би функцію стабілізатора наночастинок, спростило б спосіб і забезпечило утворення седиментаційно стійких наночастинок срібла без використання токсичних аміновмісних сполук. Поставлена задача вирішується тим, що в способі одержання наночастинок срібла, що включає відновлення срібла з водного розчину солі арґентуму у присутності відновника та стабілізатора наночастинок срібла у темряві, згідно корисною моделлю як відновник і одночасно стабілізатор наночастинок срібла використовують полівінілпіролідон або його суміш з полівініловим спиртом у співвідношенні 1:1 мас. ч., таким співвідношення компонентів (мас. ч.): водорозчинна сіль арґентуму 0,5…5 полівінілпіролідон або суміш полівінілпіролідону з полівініловим спиртом 1…50 вода 10…100. Це забезпечує ефективне утворення наночастинок срібла і їхню стабілізацію без використання токсичних відновників. Для одержання наночастинок срібла використовували: - водорозчинні солі арґентуму - арґентуму нітрат або арґентуму ацетат-класифікації "хч"; - полівінілпіролідон (ПВП) молекулярної маси 10…360 тис. високої очистки торгової марки AppliChem GmbH; - полівініловий спирт (ПВС) згідно ГОСТ 10779. 1 UA 92950 U 5 10 Утворення наночастинок срібла підтверджували УФ спектроскопією (за наявністю в УФ спектрі піку в області 430…440 нм) та хімічним методом (методом Фаянса), розмір наночастинок визначали з використанням трансмісійного електронного мікроскопу (ТЕМ) JEOL JEM 200 СХ та програми "Атлас". Приклад 1. Окремо готують розчин 10 мас. ч. ПВП у 40 мас. ч. води (розчин 1) і розчин 0,5 мас. ч. арґентуму нітрату у 10 мас. ч. води (розчин 2). Обидва розчини зливають, перемішують протягом 2-3 хв. і витримують 2 год. у темряві при 75 °C. Середній діаметр отриманих наночастинок срібла 12 нм, показник полідисперсності 1,53. Приклад 2-10. Наночастинки срібла одержують аналогічно прикладу 1 за іншої природи компонентів та їх співвідношення (табл.) Таблиця Умови та результати одержання наночастинок срібла Приклади Компоненти та показники Арґентуму нітрат, мас. ч. Арґентуму ацетат, мас. ч. Вода для розчинення солі арґентуму, мас. ч. ПВП, мас. ч. ПВС, мас. ч. Вода для розчинення ПВП та ПВС, мас. ч. Сумарна кількість води, мас. ч. Середній діаметр наночастинок срібла, нм Показник полідисперсності 15 1 2 3 0,5 1 4 1 5 6 7 8 9 10 1 5 1 1 1 0,1 1 10 20 3 3 10 20 10 20 10 1 10 50 10 10 20 10 5 5 0,5 0,5 50 2 40 80 7 7 40 30 40 30 40 4 50 100 10 10 50 50 50 50 50 5 12 14 52 38 19 38 6 8 21 11 1,53 1,28 1,17 1,45 1,36 1,50 1Д5 1,18 1,25 1,32 За вмісту відновника меншого за 1 мас. ч. утворюються седиментаційно нестійкі частинки великих розмірів, за більшого за 50 мас. ч. процес стає нетехнологічним через високу в'язкість системи. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 20 Спосіб одержання наночастинок срібла, що включає відновлення срібла з водного розчину солі аргентуму у присутності відновника та стабілізатора наночастинок срібла у темряві, який відрізняється тим, що як відновник і одночасно стабілізатор наночастинок срібла використовують полівінілпіролідон або його суміш з полівініловим спиртом у співвідношенні 1:1 мас. ч., за такого співвідношення компонентів (мас. ч.): водорозчинна сіль аргентуму 0,1…5 полівінілпіролідон або суміш полівінілпіролідону з полівініловим спиртом 1…50 вода 5…100. 25 Комп’ютерна верстка Д. Шеверун 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 2