RU2621301C1 - Способ получения высокодисперсных стабилизированных частиц йодида серебра в водных растворах - Google Patents
Способ получения высокодисперсных стабилизированных частиц йодида серебра в водных растворах Download PDFInfo
- Publication number
- RU2621301C1 RU2621301C1 RU2016110983A RU2016110983A RU2621301C1 RU 2621301 C1 RU2621301 C1 RU 2621301C1 RU 2016110983 A RU2016110983 A RU 2016110983A RU 2016110983 A RU2016110983 A RU 2016110983A RU 2621301 C1 RU2621301 C1 RU 2621301C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- solution
- particles
- mmol
- iodide
- concentration
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
- A61K33/00—Medicinal preparations containing inorganic active ingredients
- A61K33/24—Heavy metals; Compounds thereof
- A61K33/38—Silver; Compounds thereof
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82B—NANOSTRUCTURES FORMED BY MANIPULATION OF INDIVIDUAL ATOMS, MOLECULES, OR LIMITED COLLECTIONS OF ATOMS OR MOLECULES AS DISCRETE UNITS; MANUFACTURE OR TREATMENT THEREOF
- B82B1/00—Nanostructures formed by manipulation of individual atoms or molecules, or limited collections of atoms or molecules as discrete units
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01D—COMPOUNDS OF ALKALI METALS, i.e. LITHIUM, SODIUM, POTASSIUM, RUBIDIUM, CAESIUM, OR FRANCIUM
- C01D1/00—Oxides or hydroxides of sodium, potassium or alkali metals in general
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
- C01G5/00—Compounds of silver
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
- G01N1/28—Preparing specimens for investigation including physical details of (bio-)chemical methods covered elsewhere, e.g. G01N33/50, C12Q
- G01N1/38—Diluting, dispersing or mixing samples
Landscapes
- Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)
Abstract
Изобретение относится к способу получения стабилизированных частиц йодида серебра. Способ включает приготовление первого раствора, представляющего собой раствор йодида калия с концентрацией 0,216-3,6 ммоль/л, приготовление второго раствора, образованного из водного раствора нитрата серебра с концентрацией 0,36-6,0 ммоль/л и из раствора полиэлектролитного стабилизатора с концентрацией 1,0-10,0 ммоль/л, смешение обоих растворов при нормальных условиях путем приливания первого раствора ко второму раствору с образованием стабилизированных частиц йодида серебра, имеющих средний размер 1,3-1,9 нм. Заявленный способ обеспечивает получение наномерных частиц йодида серебра с узким распределением по размерам, а также упрощение способа их получения. Cтабилизированные частицы йодида серебра можно применять в качестве каталитических систем в процессах деструкции органических веществ или антимикробных растворов. 2 ил., 4 пр.
Description
Изобретение относится к способу получения стабилизированных частиц йодида серебра наноразмера в водных растворах, применяемых в частности в качестве каталитических систем в процессах деструкции органических веществ или антимикробных растворов.
Известен метод синтеза частиц йодида серебра с использованием полимерного стабилизатора - поливинилпиралидона (Concaving Agl sub-microparticles for enhanced photocatalysis / Changhua An [et al.] // Nano Energy. - 2014. - V. 9. - P. 204-211). Синтез частиц йодида серебра основан на смешении двух растворов, содержащих исходные компоненты. Первый раствор готовят смешением абсолютного этилового спирта с этилендиамином, далее добавляют в виде порошка ацетат серебра (АС) и гранулы поливинилпиролидона (ПВП). Перемешивают смесь до полного растворения АС и ПВП и добавляют спиртовой раствор йодида калия со скоростью 1 мл/мин с помощью шприца. Получившийся продукт центрифугируют, отбирают осадок и промывают его дистиллированной водой.
К недостаткам метода можно отнести многокомпонентность, а значит, необходимость четкого контролирования соотношения большого числа реагентов; сложность исполнения, связанная с большим количеством операций, несчитая потерь конечного продукта в процессе его выделения; получение частицы йодида серебра имеющих минимальный средний диаметр около 350 нм.
Наиболее близким аналогом является способ получения стабилизированных солей металлов (Патент RU 2436594, A61L 12/08, A61L 27/54, A01N 25/12, A01N 59/16, А01Р 1/00, 20.12.2011), включающий получение первого раствора, содержащего предшественник соли и получение второго раствора, содержащего комплекс, который образован из реагента - металла и диспергирующего реагента (водный раствор полимера) в эффективном количестве, обеспечивающем стабилизацию размера частиц. Затем проводится добавление второго раствора к первому раствору со скоростью, достаточной для сохранения прозрачности раствора в течение всего процесса добавления, с получением результирующего раствора, содержащего стабилизированные частицы соли металла со средним размером частиц менее чем 200 нм. Полученный раствор высушивают с получением антимикробного порошка соли металла. В частном случае осуществления изобретения предшественник соли может представлять собой йодид натрия (NaJ), комплекс может быть образован из нитрата серебра (AgNO3) и поливинилпирролидона (ПВП), а образующийся антимикробный порошок представляет собой йодид серебра (AgJ).
В данном методе необходимо использовать концентрированные растворы полимеров, применяемых в качестве диспергирующих агентов. Так, например использование 1 об. % ПВП приводит к образованию частиц йодида серебра со средним размером 270 нм, а при использовании 35 об. % ПВП приводит к образованию 20 нм частиц. Однако, чем больше концентрация полимера, тем выше вязкость раствора диспергирующего агента, что препятствует равномерному смешению реагентов. Кроме этого,необходим контроль скорости смешения реагентов с целью получения прозрачных растворов. Так при скорости добавления второго раствора к первому 20 мл/с чаще всего получаются мутные растворы. В свою очередь, уменьшение скорости добавления приводит к возрастанию времени приготовления итоговой композиции.
Задачей изобретения является получение стабилизированных частиц йодида серебра размера наноуровня и с узким распределением по размерам.
Техническим результатом являются наномерные частицы йодида серебра с узким распределением по размерам, а также упрощение способа их получения.
Технический результат достигается в способе получения высокодисперсных стабилизированных частиц йодида серебра в водных растворах, включающем приготовление первого раствора - раствора йодида щелочного металла, приготовление второго раствора, образованного из водного раствора нитрата серебра и водного раствора полиэлектролитного стабилизатора, смешение обоих растворов при нормальных условиях с образованием результирующего раствора, содержащего стабилизированные частицы йодида серебра, при этом полиэлектролитный стабилизатор представляет собой натриевую соль полиакриловой кислоты или полиэтиленимин, йодид щелочного металла представляет собой йодид калия, первый раствор готовят из йодида калия с концентрацией 0,216-3,6 ммоль/л, второй раствор готовят из раствора нитрата серебра с концентрацией 0,36-6,0 ммоль/л и из раствора полиэлектролитного стабилизатора с концентрацией 1,0-10,0 ммоль/л, а смешение растворов ведут путем приливания первого раствора ко второму раствору, с образованием стабилизированных частиц йодида серебра, имеющих средний размер 1,3-1,9 нм.
В качестве стабилизаторов частиц йодида серебра используется водорастворимый полиэлектролит (ПЭ), например натриевая соль полиакриловой кислоты (ПАК) или иолиэтиленимин (ПЭИ).
Перед синтезом частиц необходимо приготовить прекурсор, содержащий водный раствор стабилизатора и нитрат серебра (Ag(NO)3). Использование прекурсора такого состава позволяет получать частицы йодида серебра малого размера и с узким распределением по размерам. Известно, что уменьшение размера частиц твердой фазы приводит к увеличению удельной поверхности, что способствует улучшению свойств получаемых реагентов, например увеличению каталитической активности. Получение частиц малого размера с узким распределением по размерам способствует проявлению заданных свойств у максимально возможного количества частиц, что ведет к повышению эффективности итоговой композиции, содержащей данные частицы йодида серебра.
В водных растворах полиэлектролиты способны образовывать комплексы с ионами металлов, в частности с ионами серебра, за счет своих функциональных групп. Образование комплексов будет проходить до определенного состава, после чего в растворе будет наблюдаться избыток несвязанных ионов серебра. Таким образом максимальное количество нитрата серебра, добавляемое к раствору стабилизатора будет определяться максимальным составом комплекса полиэлектролит - ионы серебра (ПЭ-Ag+). Функциональные группы большинства полиэлектролитов входят в структуру элементарного звена полиэлектролита. Поэтому количественной характеристикой для описания растворов полиэлектролитов была выбрана концентрация его функциональных групп. Размерность концентрации - моль/л.
Расчет концентрации функциональных групп производится по формуле
где СПЭ - концентрация полиэлектролита, равная концентрации функциональных групп, моль/л;
m - масса навески полиэлектролита, г;
М - молекулярная масса элементарного звена полиэлектролита, г/моль;
V - объем раствора полиэлектролита, л.
В изобретении используются водные растворы исходных реагентов, при смешении которых необходимо создать условия равномерного перемешивания. Ключевым параметром при определении условий смешения является вязкость растворов. Раствор нитрата серебра концентрацией 0,36-6,0 ммоль/л и раствор йодида калия концентрацией 0,216-3,6 ммоль/л, значительного вклада в общую вязкость композиции не вносят. Вязкость растворов полиэлеткролитов концентрацией 1,0-10,0 ммоль/л близка к вязкости чистого растворителя, в нашем случае к вязкости дистиллированной воды.
Таким образом, при смешении таких растворов не требуется контролирования скорости перемешивания, а равномерное распределение реагентов по объему раствора достигается за малые промежутки времени (около 10 мин). Это значительно упрощает приготовление как исходных растворов, так и их дальнейшее смешение.
Для определения среднего диаметра частиц и распределения частиц по размерам проводили исследования образцов синтезируемых частиц йодида серебра с помощью просвечивающей электронной микроскопии с использованием электронного просвечивающего микроскопа LEO912 АВ OMEGA фирмы Карл Цейс (Германия).
На фиг. 1 представлено численное распределение по размеру частиц йодида серебра, полученных с использованием натриевой соли полиакриловой кислоты как стабилизатора. На фиг. 2 представлено численное распределение по размеру частиц йодида серебра, полученных с использованием полиэтиленимина как стабилизатора.
Из представленных фиг. 1 и 2, где N - число частиц йодида серебра со средним диаметром, N0 - общее число частиц йодида серебра, D - средний диаметр частиц йодида серебра, видно, что при использовании натриевой соли полиакриловой кислоты в качестве стабилизатора получили частицы йодида серебра со средним диаметром 1,5±0,2 нм, содержание которых достигает 63% от всех присутствующих частиц, и соответственно при использовании полиэтиленимина получили частицы, средний диаметр которых 1,7±0,2 нм и их содержание достигает 66%.
Изобретение иллюстрируется следующими примерами.
Пример 1. Получение стабилизированных высоко дисперсных частиц йодида серебра с использованием в качестве стабилизатора натриевой соли полиакриловой кислоты.
В колбу с мешалкой помещают 50 мл дистиллированной воды и добавляют 0,03 г йодида калия. Перемешивание ведут в течение 10 мин при нормальных условиях. Получают первый раствор концентрацией 3,6 ммоль/л йодида калия.
Далее во вторую колбу с мешалкой помещают 50 мл дистиллированной воды и добавляют 0,036 г натриевой соли полиакриловой кислоты, затем добавляют 0,05 г нитрата серебра. Перемешивание ведут в течение 10 мин при нормальных условиях. Получают второй раствор, содержащий комплекс стабилизатора - натриевой соли полиакриловой кислоты концентрацией 10,0 ммоль/л и нитрата серебра концентрацией 6,0 ммоль/л.
Получение частиц йодида серебра осуществляют смешением первого и второго растворов путем приливания ко второму раствору первого раствора при перемешивании и продолжают перемешивать в течение 10 мин при нормальных условиях. Получают частицы йодида серебра со средним диаметром 1,5±0,2 нм.
Пример 2. Получение стабилизированных высоко дисперсных частиц йодида серебра с использованием в качестве стабилизатора полиэтиленимина.
Получение проводят аналогично примеру 1 с использованием 0,018 г йодида калия (2,16 ммоль/л), 0,022 г полиэтиленимина (10,0 ммоль/л) и 0,031 г нитрата серебра (3,6 ммоль). Получают частицы йодида серебра со средним диаметром 1,7±0,2 нм.
Пример 3. Получение стабилизированных высоко дисперсных частиц йодида серебра с использованием в качестве стабилизатора натриевой соли полиакриловой кислоты.
Получение проводят аналогично примеру 1 с использованием 0,003 г йодида калия (0,36 ммоль/л), 0,0036 г натриевой соли полиакриловой кислоты (1,0 ммоль/л) и 0,005 г нитрата серебра (0,6 ммоль). Получают частицы йодида серебра со средним диаметром 1,5±0,2 нм.
Пример 4. Получение стабилизированных высоко дисперсных частиц йодида серебра с использованием в качестве стабилизатора полиэтиленимина.
Получение проводят аналогично примеру 1 с использованием 0,0018 г йодида калия (0,216 ммоль/л), 0,0022 г полиэтиленимина (1,0 ммоль/л) и 0,0031 г нитрата серебра (0,36 ммоль). Получают частицы йодида серебра со средним диаметром 1,7±0,2 нм.
Таким образом, заявленный способ получения высокодисперсных стабилизированных частиц йодида серебра в водных растворах является простым и обеспечивает получение частиц йодида серебра с узким распределением по размеру и со средним диаметром частиц 1,3-1,9 нм.
Claims (1)
- Способ получения высокодисперсных стабилизированных частиц йодида серебра в водных растворах, включающий приготовление первого раствора - раствора йодида щелочного металла, приготовление второго раствора, образованного из водного раствора нитрата серебра и водного раствора полиэлектролитного стабилизатора, смешение обоих растворов при нормальных условиях с образованием результирующего раствора, содержащего стабилизированные частицы йодида серебра, отличающийся тем, что полиэлектролитный стабилизатор представляет собой натриевую соль полиакриловой кислоты или полиэтиленимин, йодид щелочного металла представляет собой йодид калия, первый раствор готовят из йодида калия с концентрацией 0,216-3,6 ммоль/л, второй раствор готовят из раствора нитрата серебра с концентрацией 0,36-6,0 ммоль/л и из раствора полиэлектролитного стабилизатора с концентрацией 1,0-10,0 ммоль/л, а смешение растворов ведут путем приливания первого раствора ко второму раствору с образованием стабилизированных частиц йодида серебра, имеющих средний размер 1,3-1,9 нм.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016110983A RU2621301C1 (ru) | 2016-03-24 | 2016-03-24 | Способ получения высокодисперсных стабилизированных частиц йодида серебра в водных растворах |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016110983A RU2621301C1 (ru) | 2016-03-24 | 2016-03-24 | Способ получения высокодисперсных стабилизированных частиц йодида серебра в водных растворах |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2621301C1 true RU2621301C1 (ru) | 2017-06-01 |
Family
ID=59032496
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2016110983A RU2621301C1 (ru) | 2016-03-24 | 2016-03-24 | Способ получения высокодисперсных стабилизированных частиц йодида серебра в водных растворах |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2621301C1 (ru) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004047878A1 (en) * | 2002-11-22 | 2004-06-10 | Johnson & Johnson Vision Care, Inc. | Antimicrobial lenses displaying extended efficacy |
| US20040116551A1 (en) * | 1999-12-15 | 2004-06-17 | Terry Richard N. | Antimicrobial compositions containing colloids of oligodynamic metals |
| US20060141015A1 (en) * | 2004-12-07 | 2006-06-29 | Centre Des Technologies Textiles | Antimicrobial material |
| RU2436594C1 (ru) * | 2007-10-08 | 2011-12-20 | Джонсон Энд Джонсон Вижн Кэа, Инк. | Методы получения стабилизированных частиц солей металлов |
| RU2476072C2 (ru) * | 2006-10-31 | 2013-02-27 | Джонсон Энд Джонсон Вижн Кэа, Инк. | Антимикробные полимерные изделия, способы их получения и способы их применения |
-
2016
- 2016-03-24 RU RU2016110983A patent/RU2621301C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20040116551A1 (en) * | 1999-12-15 | 2004-06-17 | Terry Richard N. | Antimicrobial compositions containing colloids of oligodynamic metals |
| WO2004047878A1 (en) * | 2002-11-22 | 2004-06-10 | Johnson & Johnson Vision Care, Inc. | Antimicrobial lenses displaying extended efficacy |
| US20060141015A1 (en) * | 2004-12-07 | 2006-06-29 | Centre Des Technologies Textiles | Antimicrobial material |
| RU2476072C2 (ru) * | 2006-10-31 | 2013-02-27 | Джонсон Энд Джонсон Вижн Кэа, Инк. | Антимикробные полимерные изделия, способы их получения и способы их применения |
| RU2436594C1 (ru) * | 2007-10-08 | 2011-12-20 | Джонсон Энд Джонсон Вижн Кэа, Инк. | Методы получения стабилизированных частиц солей металлов |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| БЛУМЕНТАЛЬ Г. и др. Анорганикум. Том 2. М.: Мир, 1984, 632 с.. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Liu et al. | Deprotonations and charges of well-defined {Mo72Fe30} nanoacids simply stepwise tuned by pH allow control/variation of related self-assembly processes | |
| Parakhonskiy et al. | Macromolecule Loading into Spherical, Elliptical, Star‐Like and Cubic Calcium Carbonate Carriers | |
| Saha et al. | Rational design of an amphiphilic coordination cage-based emulsifier | |
| Faure et al. | Spontaneous formation of silver nanoparticles in multilamellar vesicles | |
| Cooper et al. | Osmotically driven crystal morphogenesis: a general approach to the fabrication of micrometer-scale tubular architectures based on polyoxometalates | |
| Chen et al. | Kinetics of formation of monodisperse colloidal silica particles through the hydrolysis and condensation of tetraethylorthosilicate | |
| Liu et al. | Thermodynamic properties of the unique self-assembly of {Mo72Fe30} inorganic macro-ions in salt-free and salt-containing aqueous solutions | |
| Cheng et al. | Differences in regenerated silk fibroin prepared with different solvent systems: From structures to conformational changes | |
| Guo et al. | Facile synthesis of hierarchically mesoporous silica particles with controllable cavity in their surfaces | |
| Kim et al. | Monodisperse magnetic silica hexapods | |
| Wu et al. | Direct aqueous self-assembly of an amphiphilic diblock copolymer toward multistimuli-responsive fluorescent anisotropic micelles | |
| CN102935513A (zh) | 一种稳定的纳米银溶胶与制备方法 | |
| Liu et al. | Clay-polymer nanocomposites prepared by reactive melt extrusion for sustained drug release | |
| Ng et al. | Green high-gravitational synthesis of silver nanoparticles using a rotating packed bed reactor (RPBR) | |
| Vafakish et al. | A review on recent progress of glycan-based surfactant micelles as nanoreactor systems for chemical synthesis applications | |
| CN103827035A (zh) | 分子束缚形式的金属量子簇的制备方法 | |
| Lemanowicz et al. | Application of polymers as a tool in crystallization—A review | |
| Pan et al. | Aligned macroporous monoliths by ice-templating | |
| Haso et al. | The self-assembly of a macroion with anisotropic surface charge density distribution | |
| Romano et al. | The role of operating conditions in the precipitation of magnesium hydroxide hexagonal platelets using NaOH solutions | |
| Chang et al. | Voltage-responsive reversible self-assembly and controlled drug release of ferrocene-containing polymeric superamphiphiles | |
| JP2014087786A (ja) | マイクロカプセルの製造方法及びマイクロカプセル | |
| RU2621301C1 (ru) | Способ получения высокодисперсных стабилизированных частиц йодида серебра в водных растворах | |
| Luo et al. | Unraveling chiral selection in the self-assembly of chiral fullerene macroions: effects of small chiral components including counterions, co-ions, or neutral molecules | |
| Liu et al. | Metal–organic framework/polyvinyl alcohol composite films for multiple applications prepared by different methods |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180325 |