PL216146B1 - Sposób wytwarzania monodyspersyjnych suspensji nanokryształów bromku srebra - Google Patents

Sposób wytwarzania monodyspersyjnych suspensji nanokryształów bromku srebra

Info

Publication number
PL216146B1
PL216146B1 PL389477A PL38947709A PL216146B1 PL 216146 B1 PL216146 B1 PL 216146B1 PL 389477 A PL389477 A PL 389477A PL 38947709 A PL38947709 A PL 38947709A PL 216146 B1 PL216146 B1 PL 216146B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
solution
concentration
silver
mol
silver bromide
Prior art date
Application number
PL389477A
Other languages
English (en)
Other versions
PL389477A1 (pl
Inventor
Agnieszka Dyonizy
Piotr Nowak
Agnieszka Król-Gracz
Ewa Michalak
Original Assignee
Politechnika Wroclawska
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Politechnika Wroclawska filed Critical Politechnika Wroclawska
Priority to PL389477A priority Critical patent/PL216146B1/pl
Publication of PL389477A1 publication Critical patent/PL389477A1/pl
Publication of PL216146B1 publication Critical patent/PL216146B1/pl

Links

Landscapes

  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania monodyspersyjnych suspensji nanokryształów bromku srebra, o kontrolowanej wielkości nanocząstek od 40 do 65 nanometrów i zawężonej dyspersji wielkości.
Monodyspersyjne suspensje kryształów bromku srebra, o nanometrowej wielkości kryształów, znajdują potencjalne zastosowanie jako sensory promieniowania w warstwach holograficznych lub jako surowiec do wytwarzania nanostrukturalnego srebra.
Z amerykańskiego opisu patentowego nr US 6787295 znany jest sposób otrzymywania drobnokrystalicznych zawiesin halogenków srebra, polegający na rozdrabnianiu tradycyjnie otrzymywanych zawiesin kryształów halogenków srebra, przy zastosowaniu specjalnego urządzenia oraz przy wykorzystaniu pewnych związków organicznych. Otrzymywane tym sposobem suspensje zawierają kryształy halogenków srebra, o średniej wielkości wynoszącej od 150 do 1070 nm i współczynniku kształtu AR od 1 do 25. Również w amerykańskim opisie patentowym nr US 5605790 przedstawiono sposób otrzymywania zawiesiny kryształów halogenków srebra, który polega na wprowadzaniu stężonych roztworów azotanu srebra i bromku potasu do 5% wodnego roztworu żelatyny, przy zastosowaniu metody dwustrumieniowej. Proces syntezy zawiesiny kryształów prowadzony jest w stosunkowo niskiej temperaturze wynoszącej 30°C. Otrzymane tym sposobem kryształy halogenków srebra osiągają wielkość około 50 nm.
Z innego amerykańskiego opisu patentowego nr US 3661592 znany jest sposób otrzymywania zawiesin kryształów halogenków srebra o nanometrowej wielkości, który polega na zastosowaniu podczas strącania kryształów określonego związku organicznego. Związek ten rozpuszczany jest w żelatynowym roztworze wodnym. W syntezie stosuje się 8,5 g związku organicznego na 1 mol azotanu srebra. Otrzymane tym sposobem suspensje zawierały kryształy halogenków srebra o wielkości nie większej niż 50 nm.
Z polskiego opisu patentowego nr 192 773 znany jest sposób otrzymywania zawiesin kryształów halogenków srebra, polegający na ich wytrącaniu w wodnożelatynowym środowisku reakcyjnym.
Otrzymywane tym sposobem zawiesiny kryształów charakteryzują się zawartością bromku srebra od 3
0,036 do 0,700 mol/dm3. Natomiast wydajność procesu syntezy zawiesin kryształów halogenków srebra jest bliska 100%. Podobny sposób otrzymywania kryształów halogenków srebra został opisany w publikacji C.R Berry, J. Optical Sac. Amer., Vol. 8 (1962) str. 888-895. Otrzymywane tym sposobem zawiesiny kryształów charakteryzują się bardzo niską zawartością bromku srebra, mniejszą niż 3
0,00037 mol/dm3. Natomiast średnia wielkość otrzymanych kryształów bromku srebra wynosiła od 80 do 150 nm. Z publikacji E.J. Meehan, W. H. Beattie, J. Phys. Chem., Vol. 64 (1960), str. 1006-1016, znany jest sposób sporządzania suspensji kryształów bromku srebra dozując 0,010 M roztwór azotanu srebra do 0,011 M roztworu bromku potasu. Otrzymywane kryształy bromku srebra osiągały wielkość od 80 do 150 nm. Jednakże otrzymane zawiesiny kryształów charakteryzowały się bardzo niską 3 zawartością bromku srebra wynoszącą około 0.00005 mol/dm3.
Problemem w znanych sposobach wytwarzania zawiesin kryształów bromku srebra o nanometrowych rozmiarach, jest ich otrzymywanie w formie polidyspersyjnych populacji, o stosunkowo wysokim rozrzucie wielkości. Innym problemem jest uzyskiwanie suspensji kryształów bromku srebra o niskim, końcowym stężeniu bromku srebra w ośrodku dyspersyjnym. Zatem użycie sporządzonych tymi metodami suspensji kryształów w warstwach holograficznych lub też jako surowiec do syntezy nanostrukturalnego srebra wymaga stosowania dodatkowych, specjalnych metod rafinacji i procesów zagęszczania nanocząstek bromku srebra w ośrodku dyspersyjnym.
Istota sposobu wytwarzania monodyspersyjnych suspensji nanokryształów bromku srebra, o kontrolowanej wielkości cząstek od 40 do 65 nm. polega na tym, że do intensywnie mieszanego 3 roztworu dyspersyjnego, o objętości 100 cm3, umieszczonego w termostatowanym naczyniu stożkowym, podgrzanego do temperatury od 30 do 50°C, zawierającego inertną chemicznie żelatynę kostną, o stężeniu od 20 do 100 g/dm3 naprzemiennie, w kolejnych cyklach dozuje się z szybkością 1 cm3/s, po 10 cm3, równomolowe roztwory azotanu srebra i bromku potasu, o stężeniu 1,000 mol/dm3, przy czym stosuje się od 5 do 20 pełnych cykli dozowania, po zakończeniu procesu dozowania do mieszaniny reakcyjnej dodaje się inertną chemicznie żelatynę kostną, w ilości zapewniającej jej końcowe 3 stężenie od 40 do 100 g/dm3, zawiesinę chłodzi się do temperatury 4°C, a uzyskany żel rozdrabnia się mechanicznie i kilkakrotnie płucze się w wodzie oczyszczonej i schłodzonej do około 4°C do poziomu zasolenia około 3 ppm, następnie wypłukany żel topi się w temperaturze 50°C, dodaje się niewielką
PL 216 146 B1 ilość antyseptyków. po czym zawiesinę schładza się do temperatury 4°C, reguluje się końcową war3 tość pił do 5,5, przy użyciu roztworu kwasu octowego o stężeniu 0,1 mol/dm3 lub roztworu wodorotlen3 ku sodu o stężeniu 0,1 mol/dm3 reguluje się końcową wartości pBr do 3,7, przy użyciu roztworu brom33 ku potasu o stężeniu 0,1 mol/dm3 lub roztworu azotanu srebra o stężeniu 0,1 mol/dm3, a następnie po zabezpieczeniu jej przed utratą wody przechowuje się w temperaturze 4°C do 30 dni, bez znaczącej utraty początkowych właściwości granulometrycznych.
Korzystnie, wielkość krawędzi sześciennych nanocząstek bromku srebra, kształtuje się w zakresie od 40 do 65 nm poprzez zmianę liczby cykli dozowania (CD) roztworów reagentów w ten sposób, ze długość krawędzi sześcianu (d) kryształu bromku srebra, wyznaczona w nanometrach, zmienia się wraz z logarytmem dziesiętnym liczby cykli dozowania reagentów (Log(CD)) według równania: d = 20,4+33,7<og(CD), przy czym odchylenie standardowe od przewidywanej wielkości krawędzi kryształu wynosi 3 nm, wydajność masowa procesu syntezy wynosi nie mniej niż 99,51%, a stężenie molowe bromku srebra (CAgBr) w zawiesinach uzyskiwanych po zakończeniu kolejnych, pełnych cykli dozowania zmienia się zgodnie z równaniem: CAgBr 0,074 + 0,255<og(CD).
Korzystnie proces syntezy prowadzi się w temperaturze od 33 do 45°C.
Korzystnie w roztworze dyspersyjnym stosuje się inertną chemicznie żelatynę kostną w stężeniu od 35 do 70 g/dm3.
Korzystnie pojedynczy cykl dozowania polega na wprowadzeniu do naczynia reakcyjnego pojedynczej dozy roztworu azotanu srebra i roztworu bromku potasu, a moment rozpoczęcia kolejnej dozy odpowiedniego roztworu reagenta następuje tuż po zakończeniu dozy poprzedzającej.
Zaletą sposobu uzyskiwania monodyspersyjnych suspensji nanokryształów bromku srebra według wynalazku, jest możliwość stabilnego kształtowania średniej wielkości sześciennych kryształów bromku srebra, w zakresie od 40 do 65 nm, powstających w populacjach o zawężonej dyspersji wielkości, poprzez zmianę liczby cykli dozowania substratów, bowiem relacja pomiędzy średnią wielkością otrzymywanych nanokryształów bromku srebra, a logarytmem dziesiętnym liczby cykli dozowania reagentów wykazuje charakter liniowy, o dobrej korelacji r = 0,99847.
Przedmiot wynalazku przedstawiony jest w przykładach wytwarzania monodyspersyjnych suspensji kryształów bromku srebra, o nanometrowych rozmiarach, sporządzanych w środowisku wodnego roztworu żelatyny.
P r z y k ł a d I.
Sposób wytwarzania suspensji kryształów bromku srebra, sporządzanej w 5 cyklach dozowania, zawierającej sześcienne nanokryształy, o długości krawędzi równej 44 nm.
W pierwszym etapie sporządza się następujące roztwory: dyspersyjny, azotanu srebra i bromku potasu:
3
a) w celu otrzymania roztworu dyspersyjnego, w 100 cm3 wody redestylowanej o temperatu3 rze 50°C rozpuszcza się 4,0 g (C 40,0 g/dm3) inertnej chemicznie żelatyny kostnej.
3
b) w celu otrzymania roztworu azotanu srebra, w 35 cm3 wody redestylowanej o temperatu3 rze 50°C rozpuszcza się 8,494 g azotanu srebra (C 1.000 mol/dm3). Po rozpuszczeniu roztwór dopeł3 nia się wodą do objętości 50 cm3.
3
c) w celu otrzymania roztworu bromku potasu, w 35 cm3 wody redestylowanej o temperatu3 rze 50°C rozpuszcza się 0,5 g (C=10,0 g/dm3) inertnej chemicznie żelatyny kostnej i 5,950 g bromku potasu (C 1,000 mol/dm3). Po rozpuszczeniu roztwór dopełnia się wodą do objętości 50 cm3.
W celu otrzymania zawiesiny kryształów bromku srebra o wielkości cząstek równej 44 nm, do roztworu dyspersyjnego, podgrzanego do temperatury 35°C oraz umieszczonego w termostatowanym naczyniu reakcyjnym o kształcie odwróconego stożka, zaopatrzonego w wydajne mieszadło mechaniczne, przy oświetleniu ochronnym lub w zupełnej ciemności, wprowadza się naprzemiennie, po 10 cm3 roztworu azotanu srebra i 10 cm3 roztworu bromku potasu, aż do wyczerpania się roztwo3 rów, z szybkością 1 cm3/s, przy czym moment rozpoczęcia kolejnej dozy odpowiedniego roztworu reagenta następuje tuż po zakończeniu dozy poprzedzającej. Po zakończeniu procesu syntezy dodaje się do mieszaniny 5,5 g suchej żelatyny kostnej i miesza się przez okres kilku minut, do całkowitego rozpuszczenia się. Następnie zawiesinę schładza się i poddaje płukaniu w zimnej, czystej wodzie. Po wypłukaniu, żel topi się w temperaturze 50°C i reguluje się wartość pH = 5,5 i pBr = 3,7 oraz dodaje 3 się 0,5 cm3 5% roztworu fenolu w etanolu i zabezpieczony przed utratą wody przechowuje się w temperaturze około 4°C. Średnia wielkość sześciennych nanokryształów bromku srebra uzyskanych w końcowym etapie syntezy wynosi 44 nm. Stężenie końcowe bromku srebra w zawiesinie wynosi 3
0,250 mol/dm3, a wydajność masowa procesu wy nosi 99,77%.
PL 216 146 B1
P r z y k ł a d II.
Sposób wytwarzania suspensji kryształów bromku srebra, sporządzanej w 10 cyklach dozowania, zawierającej sześcienne nanokryształy, o długości krawędzi równej 54 nm.
W pierwszym etapie sporządza się następujące roztwory: dyspersyjny, azotanu srebra i bromku potasu:
3
a) w celu otrzymania roztworu dyspersyjnego, w 100 cm3 wody redestylowanej o temperatu3 rze 50°C rozpuszcza się 4,0 g (C=040,0 g/dm3) inertnej chemicznie żelatyny kostnej.
3
b) w celu otrzymania roztworu azotanu srebra, w 80 cm3 wody redestylowanej o temperatu3 rze 50°C rozpuszcza się 16,987 g azotanu srebra (C=1,000 mol/dm3). Po rozpuszczeniu roztwór do3 pełnia się wodą do objętości 100 cm3.
3
c) w celu otrzymania roztworu bromku potasu, w 80 cm3 wody redestylowanej o temperatu3 rze 50°C rozpuszcza się 1,0 g (C=10,0 g/dm ) inertnej chemicznie żelatyny kostnej i 11,900 g bromku 33 potasu (C=1,000 mol/dm3). Po rozpuszczeniu roztwór dopełnia się wodą do objętości 100 cm3.
W drugim etapie sporządza się zawiesinę kryształów bromku srebra, według schematu postępowania podanego w przykładzie I, z tą różnicą, że po zakończeniu procesu syntezy dodaje się do mieszaniny 10,0 g suchej żelatyny kostnej i miesza się przez okres kilku minut, do całkowitego rozpuszczenia się. Średnia wielkość sześciennych kryształów bromku srebra uzyskanych w końcowym 3 etapie syntezy wynosi 54 nm. Stężenie końcowe bromku srebra w zawiesinie wynosi 0,333 mol/dm3, a wydajność masowa procesu wynosi 99,63%.
P r z y k ł a d III.
Sposób wytwarzania suspensji kryształów bromku srebra, sporządzanej w 20 cyklach dozowania, zawierającej sześcienne nanokryształy, o długości krawędzi równej 64 nm.
W pierwszym etapie sporządza się następujące roztwory: dyspersyjny, azotanu srebra i bromku potasu:
3
a) w celu otrzymania roztworu dyspersyjnego, w 100 cm3 wody redestylowanej o temperatu3 rze 50°C rozpuszcza się 4,0 g (C=40,0 g/dm3) inertnej chemicznie żelatyny kostnej, 3
b) w celu otrzymania roztworu azotanu srebra, w 160 cm3 wody redestylowanej o tempera3 turze 50°C rozpuszcza się 33,974 g azotanu srebra (C=1,000 mol/dm3). Po rozpuszczeniu roztwór 3 dopełnia się wodą do objętości 200 cm3, 3
c) w celu otrzymania roztworu bromku potasu, w 160 cm3 wody redestylowanej o tempera3 turze 50°C rozpuszcza się 2,0 g (C=10,0 g/dm3) inertnej chemicznie żelatyny kostnej i 23,800 g brom33 ku potasu (C=1,000 mol/dm3). Po rozpuszczeniu roztwór dopełnia się wodą do objętości 200 cm3.
W drugim etapie sporządza się zawiesinę kryształów bromku srebra, według schematu postępowania podanego w przykładzie I, z tą różnicą, że po zakończeniu procesu syntezy dodaje się do mieszaniny 19,0 g suchej żelatyny kostnej i miesza się przez okres kilku minut, do całkowitego rozpuszczenia się. Średnia wielkość sześciennych kryształów bromku srebra uzyskanych w końcowym 3 etapie syntezy wynosi 64 nm. Stężenie końcowe bromku srebra w zawiesinie wynosi 0,400 mol/dm3, a wydajność masowa procesu wynosi 99,51%.

Claims (5)

1. Sposób wytwarzania monodyspersyjnych suspensji nanokryształów bromku srebra, o kontrolowanej wielkości cząstek od 40 do 65 nm, znamienny tym, że do intensywnie mieszanego roztworu 3 dyspersyjnego, o objętości 100 cm3, umieszczonego w termostatowanym naczyniu stożkowym, podgrzanego do temperatury od 30 do 50°C, zawierającego inertną chemicznie żelatynę kostną o stęże33 niu od 20 do 100 g/dm3, naprzemiennie, w kolejnych cyklach dozuje się z szybkością 1 cm3/s,
33 po 10 cm3 równomolowe roztwory azotanu srebra i bromku potasu, o stężeniu 1,000 mol/dm3, przy czym stosuje się od 5 do 20 pełnych cykli dozowania, po zakończeniu procesu dozowania do mieszaniny reakcyjnej dodaje się inertną chemicznie żelatynę kostną, w ilości zapewniającej jej końcowe 3 stężenie od 40 do 100 g/m3, zawiesinę chłodzi się do temperatury 4°C, a uzyskany żel rozdrabnia się mechanicznie i kilkakrotnie płucze się w wodzie oczyszczonej i schłodzonej do około 4°C do poziomu zasolenia około 3 ppm, następnie wypłukany żel topi się w temperaturze 50°C, dodaje się niewielką ilość antyseptyków, po czym zawiesinę schładza się do temperatury 4°C, reguluje się końcową war3 tość pH 1 do 5,5, przy użyciu roztworu kwasu octowego o stężeniu 0,1 mol/dm3 lub roztworu wodoro3 tlenku sodu o stężeniu 0,1 mol/dm3 reguluje się końcową wartości pBr do 3,7, przy użyciu roztworu
PL 216 146 B1 bromku potasu o stężeniu 0,1 mol/dm3 lub roztworu azotanu srebra o stężeniu 0,1 mol/dm3, a następnie po zabezpieczeniu jej przed utratą wody przechowuje się w temperaturze 4°C do 30 dni, bez znaczącej utraty początkowych właściwości granulometrycznych.
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że wielkość krawędzi sześciennych nanocząstek bromku srebra kształtuje się w zakresie od 40 do 65 nm, poprzez zmianę liczby cykli dozowania (CD) roztworów reagentów w ten sposób, że długość krawędzi sześcianu (d) kryształu bromku srebra, wyznaczona w nanometrach, zmienia się wraz z logarytmem dziesiętnym liczby cykli dozowania reagentów (Log(CD)) według równania: d = 20,4 + 33,7<og(CD), przy czym odchylenie standardowe od przewidywanej wielkości krawędzi kryształu wynosi 3 nm, wydajność masowa procesu wynosi nie mniej niż 99,51%, a stężenie molowe bromku srebra (CAgBr) W zawiesinach uzyskiwanych po zakończeniu kolejnych, pełnych cykli dozowania zmienia się zgodnie z równaniem: CAgBr = 0,074 + 0,255<og(CD).
3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że proces syntezy prowadzi się w temperaturze od 33 do 45°C.
4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że w roztworze dyspersyjnym stosuje się inertną 3 chemicznie żelatynę kostną w stężeniu od 35 do 70 g/dm3.
5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że pojedynczy cykl dozowania polega na wprowadzeniu do naczynia reakcyjnego pojedynczej dozy roztworu azotanu srebra i roztworu bromku potasu, a moment rozpoczęcia kolejnej dozy odpowiedniego roztworu reagenta następuje tuż po zakończeniu dozy poprzedzającej.
PL389477A 2009-11-05 2009-11-05 Sposób wytwarzania monodyspersyjnych suspensji nanokryształów bromku srebra PL216146B1 (pl)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL389477A PL216146B1 (pl) 2009-11-05 2009-11-05 Sposób wytwarzania monodyspersyjnych suspensji nanokryształów bromku srebra

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL389477A PL216146B1 (pl) 2009-11-05 2009-11-05 Sposób wytwarzania monodyspersyjnych suspensji nanokryształów bromku srebra

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL389477A1 PL389477A1 (pl) 2011-05-09
PL216146B1 true PL216146B1 (pl) 2014-03-31

Family

ID=44070172

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL389477A PL216146B1 (pl) 2009-11-05 2009-11-05 Sposób wytwarzania monodyspersyjnych suspensji nanokryształów bromku srebra

Country Status (1)

Country Link
PL (1) PL216146B1 (pl)

Also Published As

Publication number Publication date
PL389477A1 (pl) 2011-05-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Zhang et al. Morphological control of calcium oxalate dihydrate by a double-hydrophilic block copolymer
Bender et al. Synthesis and fluorescence of neodymium-doped barium fluoride nanoparticles
FR2608068A1 (fr) Nouveau procede de synthese de zeolithes du type ferrisilicate, produits ainsi obtenus et leurs utilisations
KR100873176B1 (ko) 할로겐 이온을 이용한 다양한 결정형의 금 나노입자의합성방법
Eiblmeier et al. Effect of bulk pH and supersaturation on the growth behavior of silica biomorphs in alkaline solutions
CN108290781A (zh) 再生富锂盐浴的方法
US8822571B2 (en) High refractive index crystalline colloidal arrays materials and a process for making the same
AU2007206681B2 (en) Process for the crystallisation of mesotrione
WO2010108158A2 (en) Plasmon mediated, photoinduced synthesis of triangular bipyramids
JPH02296716A (ja) ブラインからのナトリウムの除去法
JPH07505112A (ja) スメクタイト粘土鉱物類の合成方法
PL216146B1 (pl) Sposób wytwarzania monodyspersyjnych suspensji nanokryształów bromku srebra
CN111333557B (zh) 一种连续流合成代森锰锌制备方法
SK53993A3 (en) Magnesium hydroxide and method of its production
CN106256764A (zh) 一种制备纳米级方钠石分子筛成型物的方法
KR20160040186A (ko) 아연 화합물의 제조 및 용도
JP2009051715A (ja) 非晶質球状珪酸アルミニウム、その製造方法および該珪酸アルミニウムを用いた製剤。
US2408059A (en) Manufacture of diazodinitrophenol
PL217029B1 (pl) Sposób wytwarzania nanozoli bromku srebra
PL219227B1 (pl) Sposób wytwarzania ultradrobnokrystalicznych zoli jodku srebra
US10512892B2 (en) Process for the synthesis of hybrid allophane
JP2843655B2 (ja) コロイダルシリカの製造方法
JP3678431B2 (ja) マルチトールスラリーの連続的製造方法
US20190367360A1 (en) Sodium hypochlorite pentahydrate crystal grains having high bulk density and method for producing same
EP0600543B1 (en) Process for producing silver halide grains

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Decisions on the lapse of the protection rights

Effective date: 20121105