Спосіб одержання стабілізованого розчину колоїдного срібла

Реферат: Спосіб одержання стабілізованого розчину колоїдного срібла полягає в отриманні його хімічним способом з аргентуму нітрату, аміаку та альдегіду у воді. Як хімічні реагенти використовують свіжоприготовлений розчин реактиву Толенса в концентрації 5-10 % і формальдегід в концентрації 33-36 %, а для стабілізації використовують розчин модифікованого природного біополімеру. UA 90469 U (12) UA 90469 U UA 90469 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до галузі фізичної та колоїдної хімії, а саме, до синтезу стабілізованих розчинів з колоїдними частинками металів, в тому числі срібла. Існує ряд аналогів корисної моделі, що заявляється. Близьким до запропонованого є спосіб приготування рідкої колоїдної дисперсії плівок (патент США № 264518, МПК С 09К 3/00, опубл. 23.11.2006), що передбачає виготовлення дисперсії колоїдного срібла, яка може утворювати провідникові шари срібла та антимікробні покриття трафаретним друком і іншими способами. Недоліками даного методу є: низька стабільність колоїдних дисперсій срібла, одержаних з укрупнених висушених агломератів срібла, у якій частинки будуть з часом, через 1-2 доби, осідати; присутність в структурі срібних агломератів забруднюючих домішок — солей натрію та заліза, від яких необхідно відмивати наночастинки колоїдного срібла. Також відомий срібловмісний реагент "Шумерське срібло" для знезараження води плавальних басейнів (патент України № 24418, МПК C02A1/50, A61L2/16, опубл. 25.06.2007 р.), що містить ультрадисперсне срібло і ультрадисперсну мідь у вигляді наночастинок, отриманих ерозійно-вибуховим диспергуванням мідних і срібних гранул імпульсами електричного струму у воді з енергією імпульсів, яка перевищує енергію сублімації металу, що диспергується. Недоліком реагенту є великі енергозатрати для його одержання фізичним способом ерозійно-вибухового диспергування, а також низька стабільність колоїдного розчину до розшарування та седиментації колоїдних частинок металів у водному середовищі без стабілізаторів, уже через 12-24 год. Прототипом корисної моделі є патент "Дисперсія колоїдних металів та комплекси колоїдних металів" (патент США 5187209, МПК А61К 47/00, С08К 9/10, C12N 11/14 опубл. 16.02.1993), у якому описані колоїдні дисперсії металів, які захищені дисперсіями спеціальних полімерів, на основі гідразидів полімерних естерів акрилової кислоти та поліакриламіду. Такі дисперсії колоїдних металів є стабільними, а частинки, захищені полімерами, можуть легко і міцно зв'язуватися з різними сполуками, що містять аміногрупи, з утворенням стабільних комплексів колоїдних металів, які мають широке поле застосування. Недоліками прототипу є: - низька стабільність дисперсій колоїдних металів срібла, платини та золота, так як розчинником для агломератів комплексних металів з полімерами є вода, власні поверхневоактивні властивості якої недостатні для того, щоб довго утримувати срібло у вигляді колоїдних частинок у розчині, і з часом (через 5-6 діб) вони розшаровуються і осідають, утворюючи нерозчинні осади; - висока вартість та нестабільність реактивів-комплексних галогенідів платини золота та срібла, що використовуються для одержання колоїдних частинок металів; - токсичність та неповна розчинність у воді використовуваних в відомому патенті складних співполімерів акрилатів та акриламіду для стабілізації колоїдних частинок металів, що не розкладаються живими організмами і призводитиме до забруднення навколишнього середовища при використанні таких полімерів для обеззараження забруднених стоків (при попаданні їх в природні водойми); - висока складність та багатостадійність синтезу відомих стабілізаційних полімерів для колоїдних металів, що є складними високомолекулярними сполуками, яка описана і патентується у відомому прототипі, тоді як доцільніше було б використовувати чисті природні та модифіковані біополімери, які простіше одержати і вони не складають небезпеку при використанні для оточуючого середовища. Корисна модель вирішує технічну задачу вдосконалення способу одержання колоїдних частинок у розчині шляхом підвищення його стабілізації, запобігаючи їх осіданню та розшаруванню розчину протягом тривалого терміну зберігання та використання. Суть корисної моделі полягає в одержанні стабілізованого розчину колоїдного срібла, хімічним способом реакцією між аргентуму нітратом, аміаком та альдегідом у воді, причому як реагенти використовують свіжоприготовлений розчин реактиву Толенса в концентрації 5-10 % і формальдегід в концентрації 33-36 %, а для стабілізації - розчин модифікованого природного біополімеру. Як природні біополімери застосовують 0,1-5 % розчини гідролізованих карбоксіметилцелюлози-ГКМЦ, ксантанової смоли -ГКС або крохмалю - ГК, або у воді. Спосіб реалізується наступним чином. У таблиці 1 наведені умови одержання, характеристики та антимікробна активність розчинів колоїдного срібла Для одержання стабілізованого колоїдного розчину срібла до 100 мл, попередньо приготованого, розчиненого та гідролізованого у воді біополімеру ГКМЦ, ГКС або ГК з 1 UA 90469 U 5 10 15 20 25 30 35 40 концентрацією 0,1-5 %, додають 2,5-5 % свіжоприготованого аміачного розчину гідроокису срібла [Ag(NH3)2]OH - реактиву Толенса, отриманого шляхом змішування 2,5-10 г 2,5-5 % розчину аргентум нітрату (AgNO3) з додаванням до 10-25 г 0,5-1 % розчину аміаку (NH4OH) та 13 г 33-36 % розчину формальдегіду. У результаті утворюється 2-5 % розчин колоїдного срібла. Синтез проходить за схемою хімічних реакцій: 1. AgNO3+NH4OH  AgOH+NH4NO 2. 2AgOH  Ag2O+H2O 3. Ag2O+4 NH4OH=2 [Ag(NH3)2]OH+3H2O 4. HCOH+2 [Ag(NH3)2]OH  HCOONH4+2Ag+3 NH3+H2O (колоїдне металічне срібло) Реакційну суміш перемішують на мішалці зі швидкістю 100-250 об./хв. при температурі 4060 °C протягом 1-2 год. і охолоджують. Одержані таким методом стабілізовані колоїдні розчини срібла зберігали свої антибактеріальні та антимікробні властивості протягом 1-3 місяців, без розшарування та без утворення осаду з агломератів наночастинок колоїдного металічного срібла. Наведемо кілька прикладів конкретних способів одержання стабілізованих розчинів колоїдного срібла. Приклад 1 До 100 мл 1 %-го розчину ГКМЦ додають 1 % свіжоприготованого реактиву Толенса та 0,1 г розчину 36 % формальдегіду. Реакційну суміш перемішують на магнітній мішалці зі швидкістю 100-200 об/хв… при температурі 20-30 °C протягом 2 год. до одержання 0,6 % стабільного колоїдного розчину срібла. Приклад 2 До 100 мл 2 %-го розчину ГК додають 2 % свіжоприготованого реактиву Толенса та 1 г розчину 36 % формальдегіду. Реакційну суміш перемішують на магнітній мішалці зі швидкістю 100-200 об./хв. при температурі 50-60 °C протягом 2 год. до одержання стабільного колоїдного 1,3 % розчину металічного срібла. Приклад 3 До 100 мл 0,25 %-го розчину ГКС додають 3 % свіжоприготованого реактиву Толенса та 1 г розчину 33 % формальдегіду. Реакційну суміш перемішують на магнітній мішалці зі швидкістю 100-200 об./хв. при температурі 20-30 °C протягом 2 год. до одержання стабільного колоїдного 2 % розчину металічного срібла. Приклад 4 До 100 мл 0,1 %-го розчину ГКС додають 5 % свіжоприготованого реактиву Толенса та 1,5 г розчину 36 % формальдегіду. Реакційну суміш перемішують на магнітній мішалці зі швидкістю 100-200 об./хв. при температурі 50-60 °C протягом 2 год. до одержання стабільного колоїдного 3,5 % розчину металічного срібла. Перевагами корисної моделі, що заявляється, є: - висока стабільність розчину колоїдного срібла; - простота одержання стабілізованого розчину; - нетоксичність розчину та відсутність забруднюючих домішок, які не шкодитимуть оточуючому середовищу при попаданні у стічні води; - невисока вартість розчину. 2 UA 90469 U Таблиця 1 Умови одержання, характеристики та антимікробна активність розчинів колоїдного срібла Вміст захисного полімеру розчині № з/п % Стабільність Температура розчину в приготування колоїдного срібла С° % місяці 1 0,6 1 (ГКМЦ) 20-30 6 2 1,3 2(ГК) 50-60 3 3 2 0,25(ГКС) 20-30 6 4 3,5 0,1 (ГКС) 50-60 2 1-10 гідразиди полімерів естерів Прототип 1-10 акрилової кислоти та поліакриламіду 20-30 днів 75-85 Середній логарифмічний показник кількості бактерій на поверхні, обробленій розчином колоїдного срібла, через 2 год. після нанесення мікроорганізмів Lg КУO E.coli (0,0) St.aureus (0,0) Ps.aurygiiosa (0.0) Candida albicans (0,0) E.coli (0,0) St.aureus (0,0) Ps.aurygiiosa (0.0) Candida albicans (0.0) E.coli (0,0) St.aureus (0,0) Ps.aurygiiosa (0.0) Candida albicans (0.0) E.coli (0,2) St.aureus (0,1) Ps.aurygiiosa (0.2) Candida albicans (0.1) E.coli (1-12) St.aureus (5-13) Ps.aurygsnosa (8-10) Candida albicans (10-14) ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 5 10 1. Спосіб одержання стабілізованого розчину колоїдного срібла, що полягає в отриманні його хімічним способом з аргентуму нітрату, аміаку та альдегіду у воді, який відрізняється тим, що як хімічні реагенти використовують свіжоприготовлений розчин реактиву Толенса в концентрації 5-10 % і формальдегід в концентрації 33-36 %, а для стабілізації використовують розчин модифікованого природного біополімеру. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що як природні біополімери застосовують 0,1-5 % розчини гідролізованих карбоксиметилцелюлози, ксантанової смоли або крохмалю у воді. Комп’ютерна верстка І. Скворцова 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 3