СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СУСПЕНЗИИ СЕРЕБРА

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Изобретение относится к способу получения суспензии серебра, используемой при производстве асептических средств и текстильной продукции.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Известен способ получения суспензии серебра, раскрытый в US 3277002 A, опубл. 04.10.1966. Способ получения суспензии серебра включает смешивание алкоксида серебра и/или раствора карбонат серебра в спирте, гидролиз алкокисда серебра и удаление летучих веществ.

Недостатком известного способа является низкая стабильность полученной суспензии серебра.

Кроме того, известен способ получения дисперсии серебра, раскрытый в статье «Facile synthesis of high silver content MOD ink by using silver oxalate precursor for inkjet printing applications» Yue Dong, Xiaodong Li, Shaohong Liu, Qi Zhua, Ji-Guang Li, Xudong Sun Thin Solid Films 589 (2015) 381–387 (прототип), полученный из смеси оксалата серебра, этиламина, этиленгликоля и этилового спирта

Недостатками, выше раскрытого способа является то, что полученная суспензия серебра обладает низкой стабильностью, так как после получения суспензия серебра достаточно быстро выпадает осадок частиц серебра и происходит увеличение размер частиц до 100-500 нм.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Задачей заявленного изобретения является разработка стабильной дисперсии серебра.

Техническим результатом изобретения является повышение времени стабильности суспензии, при котором в ней не выпадает осадок, содержащий частицы серебра, и повышение времени увеличения размеров частиц серебра.

Указанный технический результат достигается за счет того, что способ получения суспензии наночастиц серебра включает следующие этапы:

- получение суспензии оксалата серебра с концентрацией 5-55 г/л, путем диспергирования предварительно полученного и высушенного оксалата серебра в дисперсионной среде при температуре от -5 до 0°С, содержащей смесь стабилизатора и безводного растворителя, содержащего этиленгликоль и этиловый спирт в соотношении 1:1, при этом содержание стабилизатора в дисперсионной среде составляет 1 мас. %;

- получение суспензии, содержащей наночастицы серебра и дисперсионную среду, содержащую смесь стабилизатора и безводного растворителя, содержащего этиленгликоль и этиловый спирт в соотношении 1:1, при этом содержание стабилизатора в дисперсионной среде составляет 1 мас. %, с концентрацией частиц серебра 5-50 г/л, путем введения в полученную суспензию оксалата серебра раствора диэтиламина в этиловом спирте, содержащего 80 мас. % диэтиламина, и последующее осаждение муравьиной кислотой.

В качестве стабилизатора применяют раствор структурированного полимера поли(1-карбамоилэтилен), с числом мономерных звеньев n=30000-50000 в неопентил гликоль диакрилате. Концентрация полимера в неопентил гликоль диакрилате в интервале от 50 до 70 вес.%. Либо применяют раствор метил аммониевой соли сополимера изобутилена и карбоксиметилцеллюлозы в метоксипропилацетате. Концентрация сополимера в метоксипропилацетате в интервале от 50 до 70 вес.%.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Способ получения суспензии наночастиц серебра включает следующие этапы:

- получение суспензии оксалата серебра с концентрацией 5-55 г/л, путем диспергирования оксалата серебра с размером частиц 10-50 мкм в дисперсионной среде при температуре от -5 до 0°С, содержащей смесь стабилизатора и безводного растворителя, содержащего этиленгликоль и этиловый спирт в соотношении 1:1, при этом содержание стабилизатора в дисперсионной среде составляет 1 мас. %;

- получение суспензии, содержащей наночастицы серебра и дисперсионную среду, содержащую смесь стабилизатора и безводного растворителя, содержащего этиленгликоль и этиловый спирт в соотношении 1:1, при этом содержание стабилизатора в дисперсионной среде составляет 1 мас. %, с концентрацией частиц серебра 5-50 г/л, путем введения в полученную суспензию оксалата серебра раствора диэтиламина в этиловом спирте, содержащего 80 мас. % диэтиламина, и последующее осаждение муравьиной кислотой.

Для приготовления дисперсионной среды сначала подготавливают емкость, например, колбу, которую промывают проточной водой, затем осуществляют промывку колбы раствором бихромата калия в серной кислоте (концентрация 160-180 г бихромата калия на 1 л серной кислоты), после чего колбу промывают дистиллированной водой с целью удаления остатков раствора бихромата калия, а затем осуществляют окончательную промывку колбы ацетоном. Затем в колбе подготавливают растворитель, для этого смешивают при соотношении 1:1 этиленгликоль и этиловый спирт, и колбу помещают на плитку и при температуре 150°С в течение 30 мин осуществляют осушение растворителя с целью испарения из него воды, при этом над колбой установлена ловушка с оксидом фосфора. В ходе осушения осуществляют контроль температуры, для того чтобы растворитель не закипал, а только грелся с осуществлением испарения воды из него. Затем в безводный растворитель добавляют 1 мас. % стабилизатора и при перемешивании получают дисперсионную среду.

Пример 1

Для получения суспензии частиц наносеребра с концентрацией частиц серебра 5 г/л, сначала подготавливают раствор оксалата натрия, для этого смешивают 3.1 г порошка оксалата натрия и 100 мл воды. Для ускорения растворения оксалата натрия раствор подогревают до 80С. Раствор серебра готовят, растворяя 7.9 г нитрата серебра в 100 г дистиллированной воды. Полученные прозрачные растворы смешиваются, в результате чего выпадает белый осадок оксалата серебра. Осадок отфильтровывается либо на фильтровальной бумаге, либо на кристаллическом фильтре. Осадок необходимо тщательно промыть от присутствия нитрата натрия. Масса полученного осадка оксалата серебра составляет 7.04 г. Полученный и высушенный осадок оксалата серебра вводится в смесь стабилизатора – раствор поли(1-карбамоилэтилен), с n с числом мономерных звеньев n=30000-50000 в неопентил гликоль диакрилате, с концентрацией полимера 50 мас. % и безводного растворителя, содержащего этиленгликоль и этиловый спирт в соотношении 1:1 (49,5 мас. % этиленгликоля и 49,5 мас. % этилового спирта), при этом содержание стабилизатора в дисперсионной среде составляет 1 мас. %, и осуществляют диспергирование при температуре -5°С.

Затем в полученную суспензию добавляют 5 мл раствора диэтиламина в этиловом спирте, содержащего 80 мас. % диэтиламина, в результате чего получают комплексное соединение – гидроксида диаммоний серебра.

После чего проводят осаждение полученного комплексного соединения, путем добавления 5 мл муравьиной кислотой и получения суспензии частиц наносеребра с концентрацией частиц серебра 5 г/л и их размером 25 нм.

В течение трех недель при соблюдении условий хранения, размер частиц наносеребра в суспензии увеличивается до 70 нм, что говорит о том, что полученная суспензия частиц наносеребра имеет высокое время стабильности, по сравнению с прототипом.

Пример 2

Пример 2 аналогичен примеру 1 за исключением того, что получают суспензию частиц наносеребра с концентрацией частиц серебра 10 г/л и размером частиц 30 нм. Для этого смешивают 6.2 г порошка оксалата натрия и 200 мл воды. Для ускорения растворения оксалата натрия раствор подогревают до 80°С. Раствор серебра готовят, растворяя 15.8 г нитрата серебра в 150 г дистиллированной воды. Полученные прозрачные растворы смешиваются, в результате чего выпадает белый осадок оксалата серебра. Осадок отфильтровывается либо на фильтровальной бумаге, либо на кристаллическом фильтре. Осадок необходимо тщательно промыть от присутствия нитрата натрия. Масса полученного осадка оксалата серебра составляет 14.07 г. Полученный и высушенный осадок оксалата серебра вводится в смесь стабилизатора – раствор поли(1-карбамоилэтилен), с числом мономерных звеньев n=30000-50000 в неопентил гликоль диакрилате, с концентрацией полимера 60 мас. % и безводного растворителя, содержащего этиленгликоль и этиловый спирт в соотношении 1:1 (49,5 мас. % этиленгликоля и 49,5 мас. % этилового спирта), при этом содержание стабилизатора в дисперсионной среде составляет 1 мас. %, и осуществляют диспергирование при температуре -5°С.

Затем в полученную суспензию оксалата серебра добавляют 10 мл раствора диэтиламина в этиловом спирте, содержащего 80 мас. % диэтиламина и 8 мл муравьиной кислоты.

В течение трех недель при соблюдении условий хранения, размер частиц наносеребра в суспензии увеличиваются до 70 нм, что говорит о том, что полученная суспензия частиц наносеребра имеет высокое время стабильности, по сравнению с прототипом.

Пример 3

Пример 3 аналогичен примеру 1 за исключением того, что получают суспензию частиц наносеребра с концентрацией частиц серебра 25 г/л и размером частиц 40 нм. Для этого смешивают 15.5 г порошка оксалата натрия и 400 мл воды. Для ускорения растворения оксалата натрия раствор подогревают до 80С. Раствор серебра готовят, растворяя 39.5 г нитрата серебра в 300 г дистиллированной воды. Полученные прозрачные растворы смешиваются, в результате чего выпадает белый осадок оксалата серебра. Осадок отфильтровывается либо на фильтровальной бумаге, либо на кристаллическом фильтре. Осадок необходимо тщательно промыть от присутствия нитрата натрия. Масса полученного осадка оксалата серебра составляет 35.175 г. Полученный и высушенный осадок оксалата серебра вводится в смесь стабилизатора – раствор поли(1-карбамоилэтилен), с числом мономерных звеньев n=30000-50000 в неопентил гликоль диакрилате, с концентрацией полимера 70 мас. % и безводного растворителя, содержащего этиленгликоль и этиловый спирт в соотношении 1:1 (49,5 мас. % этиленгликоля и 49,5 мас. % этилового спирта), при этом содержание стабилизатора в дисперсионной среде составляет 1 мас. %, и осуществляют диспергирование при температуре -5°С.

Затем в полученную суспензию оксалата серебра добавляют 20 мл раствора диэтиламина в этиловом спирте, содержащего 80 мас. % диэтиламина и 20 мл муравьиной кислотой.

В течение трех недель при соблюдении условий хранения, размер частиц наносеребра в суспензии увеличивается до 70 нм, что говорит о том, что полученная суспензия частиц наносеребра имеет высокое время стабильности, по сравнению с прототипом.

Пример 4

Пример 4 аналогичен примеру 1 за исключением того, что получают суспензию частиц наносеребра с концентрацией частиц серебра 50 г/л и размером частиц 40 нм. Для этого смешивают 31 г порошка оксалата натрия и 700 мл воды. Для ускорения растворения оксалата натрия раствор подогревают до 80С. Раствор серебра готовят, растворяя 80 г нитрата серебра в 500 г дистиллированной воды. Полученные прозрачные растворы смешиваются, в результате чего выпадает белый осадок оксалата серебра. Осадок отфильтровывается либо на фильтровальной бумаге, либо на кристаллическом фильтре. Осадок необходимо тщательно промыть от присутствия нитрата натрия. Масса полученного осадка оксалата серебра составляет 70.25 г. Полученный и высушенный осадок оксалата серебра вводится в смесь стабилизатора – метил аммониевая соль сополимера изобутилена и карбоксиметилцеллюлозы и безводного растворителя, содержащего этиленгликоль и этиловый спирт в соотношении 1:1 (49,5 мас. % этиленгликоля и 49,5 мас. % этилового спирта), при этом содержание стабилизатора в дисперсионной среде составляет 1 мас. %, и осуществляют диспергирование при температуре -5°С.

Затем в полученную суспензию оксалата серебра добавляют 40 мл раствора диэтиламина в этиловом спирте, содержащего 80 мас. % диэтиламина и 40 мл муравьиной кислотой.

В течение трех недель при соблюдении условий хранения, размер частиц наносеребра в суспензии увеличивается до 70 нм, что говорит о том, что полученная суспензия частиц наносеребра имеет высокое время стабильности, по сравнению с прототипом.

Изобретение было раскрыто выше со ссылкой на конкретный вариант его осуществления. Для специалистов могут быть очевидны и иные варианты осуществления изобретения, не меняющие его сущности, как она раскрыта в настоящем описании. Соответственно, изобретение следует считать ограниченным по объему только ниже следующей формулой изобретения.