RU2654860C1 - Способ получения наноразмерных частиц серебра в водной среде - Google Patents
Способ получения наноразмерных частиц серебра в водной среде Download PDFInfo
- Publication number
- RU2654860C1 RU2654860C1 RU2017136388A RU2017136388A RU2654860C1 RU 2654860 C1 RU2654860 C1 RU 2654860C1 RU 2017136388 A RU2017136388 A RU 2017136388A RU 2017136388 A RU2017136388 A RU 2017136388A RU 2654860 C1 RU2654860 C1 RU 2654860C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- silver
- electrodes
- particles
- size
- distilled water
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y40/00—Manufacture or treatment of nanostructures
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25B1/00—Electrolytic production of inorganic compounds or non-metals
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)
Abstract
Изобретение относится к способу получения высокогомогенных по размерам (10-20 нм) наноразмерных частиц серебра в водной среде, включающему помещение в дистиллированную воду, находящуюся в емкости, двух электродов, один из которых выполнен из серебра, пропускание между электродами переменного электрического тока. Способ характеризуется тем, что в качестве второго электрода используют серебряную пластину, электроды между собой разделяют микропористой мембраной, при этом процесс электролитического разложения проводят в присутствии катализатора, роль которого выполняет аммиачный раствор NH3 и перекисный раствор Н2О2, оба вещества взяты в молярном соотношении 3:1, при молярном соотношении данной смеси-катализатора к общему объему дистиллированной воды 1:100. Техническим результатом предлагаемого изобретения являются простота и дешевизна, низкая энерго- и ресурсоемкость получения высокогомогенных по размерам (10-20 нм) наноразмерных частиц серебра в водной среде с одновременным обеспечением нечувствительности к свету, кинетической устойчивости, термодинамической устойчивости, наличия у каждой частицы заряда, препятствующего слипанию частиц малой константой нестойкости, мицеллярной формы - при уменьшении размеров, количество частиц увеличивается на порядки. 1 ил.
Description
Изобретение относится к области получения наноразмерных частиц серебра, распределенных в водной среде и стабилизированных соединениями (стабилизаторами).
Наноразмерные частицы серебра представляют собой агломераты атомарного серебра размерами 1-20 нм, поверхность которых окружена слоем молекул стабилизаторов, что позволяет достигать времен «жизни» системы вода/стабилизаторы/наноразмерные частицы серебра не менее 12 месяцев.
Наноразмерные частицы серебра, благодаря ярко выраженным биоцидным и канцероцидным свойствам, являются перспективным материалом и находят применение в медицине, ветеринарии и производстве косметических средств.
Получение наноразмерных частиц серебра в жидких средах состоит из 2-х основных операций:
1. Приготовление жидкой среды путем растворения стабилизаторов в органическом или неорганическом растворителе.
2. Выделение в полученную среду серебра в атомарной и/или ионной форме путем химических или электрохимических реакций с образованием наноразмерных частиц серебра.
Известно несколько способов получения наноразмерных частиц серебра в жидких средах, среди которых наиболее традиционным является химическое восстановление растворимых соединений серебра различными восстановителями.
Так, например, известен способ получения наночастиц серебра в водной среде, описанный Rodrigues-Sanchez L. et al. 2000. (источник Rodrigues-Sanchez L., Blanko M.L., Lopez-Quintela M.A. Electro-chemical Synthesis of Silver Nanoparticles. J. Phys. Chem. B. 2000. Vol. 104. P 9683-9688).
Он состоит из следующих стадий:
1. Растворение стабилизатора (тетрабутиламмония бромида) в органическом растворителе (ацетонитриле).
2. Электрохимическое растворение анода (пластина серебра) в полученной на первой стадии органической среде.
При этом в качестве катода при пропускании постоянного электрического тока через раствор используют платину или алюминий. В описанном способе большая часть (55-80%) электрохимически растворенного серебра оседает на катодах в виде пленок (т.е. коэффициент выхода наночастиц серебра в раствор составляет не выше 45%). Также существенным недостатком способа является использование в качестве растворителя токсичного ацетонитрила, что исключает возможность применения финишной среды, содержащей наночастицы серебра, для медицины, ветеринарии и производства косметических препаратов.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ получения наночастиц серебра, включающий растворение стабилизаторов в растворителе, помещение в полученный раствор анода, выполненного в виде серебряной пластины, и катода, электрохимическое растворение анода при пропускании через раствор стабилизированного постоянного тока, в качестве растворителя применяют дистиллированную воду, в качестве катода используют пластину из нержавеющей стали, а процесс растворения стабилизаторов проходит в две стадии: сначала в дистиллированной воде при нагревании до 45-55°C и перемешивании растворяют стабилизатор, выбранный из полигликолей, поливинилпирролидона, желатина или полиакрилата натрия или калия, а затем после охлаждения в полученный раствор добавляют при перемешивании стабилизатор, выбранный из цитратов аммония, калия или натрия (метод Крейцберга-Голикова RU 2390344 С2, МПК А61К 33/38, опубл. 05.2010).
Недостатком указанного способа получения наночастиц серебра в водной среде является его сложность осуществления, необходимость соблюдать технику безопасности при работе с агрессивными химическими агентами.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является упрощение и удешевление получения наноразмерных частиц серебра в водной среде с одновременным обеспечением нечувствительности к свету, кинетической устойчивости, термодинамической устойчивости, наличия у каждой частицы заряда, препятствующего слипанию частиц малой константой нестойкости, мицеллярной формы - при уменьшении размеров до 10-20 нм, количество частиц увеличивается на порядки. При этом поверхность частиц возрастает. Чем больше число частиц и их суммарная поверхность, тем эффективнее действие, отсутствие острой токсичности, высокой бактерицидной и противоопухолевой активности по сравнению с другими способами получения наночастиц серебра в водных растворах, прозрачности, бесцветности, отсутствие вкуса и запаха. Полученная настоящим способом водно-мицеллярная система наноразмерных частиц серебра высокогомогенна в плане преобладания частиц наименьших размеров (10-20 нм). Это является фактором увеличения «терапевтического окна» (соотношение средней терапевтической и максимально допустимой дозы в единице объема жидкости) по сравнению с известными аналогами.
Поставленный технический результат достигается тем, что получение наноразмерных частиц серебра в водном растворе включает помещение в дистиллированную воду, находящуюся в емкости, двух электродов, один из которых выполнен из серебра, пропускание между электродами переменного электрического тока, в качестве второго электрода используют серебряную пластину, электроды между собой разделяют микропористой мембраной, при этом процесс электролитического разложения проводят в присутствии катализатора, роль которого выполняет смесь перекиси водорода Н2О2 (1 молярная доля) и аммиачного раствора NH4 (3 молярных доли), при соотношении катализатора (предварительно подготовленная смесь перекиси и аммиачного раствора в молярном соотн. 1:3) к общему объему дистиллированной воды 1:100.
Предлагаемый способ реализуется устройством, показанным на чертеже. Устройство, реализующее предлагаемый способ получения наноразмерных частиц серебра в водном растворе, состоит рабочей емкости 1, разделенной на 2 камеры: камеру 2 и камеру 3, разделенных между собой микропористой мембраной 4, соотношение камеры 2 к камере 3 составляет 10:1 по объему. Устройство снабжено общей крышкой 5, на которой расположены (жестко фиксированы либо раздвигаются по специальному пазу с метками-фиксаторами - фиксаторы и метки на чертеже не показаны) два электрода 6 и 7, выполненные из серебра. Масса электродов по отношению к объему рабочей емкости 1 составляет 1:50 (на 1000 мл общего объема, общий вес электродов 20 г), соотношение электродов между собой 1:4, электрод с большим весом 7 монтируется на крышке над камерой 2, электрод с меньшим весом 6 над камерой 3. К электроду 7 присоединяется диод 8, например, Д 240, на оба электрода подается переменный ток напряжением 220 В. Позицией 9 обозначен рабочий раствор.
В обе камеры 2 и 3 наливается дистиллированная вода (Д/вода), в камеру 2 добавляется катализатор (смесь аммиачного раствора NH3 и перекиси водорода Н2О2), молярное соотношение катализатора к общему объему Д/воды составляет 1:100. Расстояние между пластинами устанавливается посредством их раздвижения по пазу скольжения и фиксации на метках-фиксаторах (паз и метки-фиксаторы на чертеже не показаны) в процессе работы по показаниям силы тока: при температуре рабочего раствора в камере 230°C сила тока должна составлять 2 А, при повышении силы тока расстояние между электродами увеличивается пользователем.
Простота и дешевизна, низкая энерго- и ресурсоемкость получения наноразмерных частиц серебра в водной среде с одновременным обеспечением нечувствительности к свету, кинетической устойчивости, термодинамической устойчивости, наличия у каждой частицы заряда, препятствующего слипанию частиц малой константой нестойкости, мицеллярной формы - при уменьшении размеров, количество частиц увеличивается на порядки. При этом поверхность частиц возрастает. Чем больше число частиц и их суммарная поверхность, тем эффективнее действие. Тем выраженней отсутствие острой токсичности, высокая бактерицидная и противораковая активность по сравнению с другими способами получения наноразмерных частиц серебра. Получаемый водный серебросодержащий состав прозрачен, бесцветен, лишен вкуса и запаха. Все это является достоинством и преимуществом предлагаемого технического решения по сравнению с прототипом.
Claims (1)
- Способ получения высокогомогенных по размерам (10-20 нм) наноразмерных частиц серебра в водной среде, включающий помещение в дистиллированную воду, находящуюся в емкости, двух электродов, один из которых выполнен из серебра, пропускание между электродами переменного электрического тока, отличающийся тем, что в качестве второго электрода используют серебряную пластину, электроды между собой разделяют микропористой мембраной, при этом процесс электролитического разложения проводят в присутствии катализатора, роль которого выполняет аммиачный раствор NH3 и перекисный раствор Н2О2, оба вещества взяты в молярном соотношении 3:1, при молярном соотношении данной смеси-катализатора к общему объему дистиллированной воды 1:100.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017136388A RU2654860C1 (ru) | 2017-10-16 | 2017-10-16 | Способ получения наноразмерных частиц серебра в водной среде |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017136388A RU2654860C1 (ru) | 2017-10-16 | 2017-10-16 | Способ получения наноразмерных частиц серебра в водной среде |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2654860C1 true RU2654860C1 (ru) | 2018-05-23 |
Family
ID=62202397
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017136388A RU2654860C1 (ru) | 2017-10-16 | 2017-10-16 | Способ получения наноразмерных частиц серебра в водной среде |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2654860C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2716160C1 (ru) * | 2019-09-16 | 2020-03-06 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кировский государственный медицинский университет" Министерства здравоохранения Российской Федерации (ФГБОУ ВО Кировский ГМУ Минздрава России) | Способ получения наноразмерных частиц серебра в водной среде |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2390344C2 (ru) * | 2008-07-09 | 2010-05-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное объединение "Ликом" | Способ получения наночастиц серебра в водной среде |
RU2456356C1 (ru) * | 2011-04-29 | 2012-07-20 | Борис Сергеевич Кустов | Коллоидный раствор наносеребра и способ его получения |
-
2017
- 2017-10-16 RU RU2017136388A patent/RU2654860C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2390344C2 (ru) * | 2008-07-09 | 2010-05-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное объединение "Ликом" | Способ получения наночастиц серебра в водной среде |
RU2456356C1 (ru) * | 2011-04-29 | 2012-07-20 | Борис Сергеевич Кустов | Коллоидный раствор наносеребра и способ его получения |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Rodrigues-Sanchez L., Blanko M.L., Lopez-Quintela M.A. Electro-chemical Synthesis of Silver Nanoparticles. J. Phys. Chem. B. 2000. Vol. 104. P 9683-9688. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2716160C1 (ru) * | 2019-09-16 | 2020-03-06 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кировский государственный медицинский университет" Министерства здравоохранения Российской Федерации (ФГБОУ ВО Кировский ГМУ Минздрава России) | Способ получения наноразмерных частиц серебра в водной среде |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Kirakci et al. | X-ray inducible luminescence and singlet oxygen sensitization by an octahedral molybdenum cluster compound: a new class of nanoscintillators | |
Shestopalov et al. | The first water-soluble hexarhenium cluster complexes with a heterocyclic ligand environment: Synthesis, luminescence, and biological properties | |
RU2456356C1 (ru) | Коллоидный раствор наносеребра и способ его получения | |
Liu et al. | Strong attraction among the fully hydrophilic {Mo72Fe30} macroanions | |
Miras et al. | Solution-phase monitoring of the structural evolution of a molybdenum blue nanoring | |
Bhattacharya et al. | Detection of reactive oxygen species by a carbon-dot–ascorbic acid hydrogel | |
Nasretdinova et al. | Electrochemical mediated synthesis of silver nanoparticles in solution | |
US6730211B2 (en) | Aqueous electrolyzed solution of ascorbyl glucosamine and preparation process therefor | |
RU2654860C1 (ru) | Способ получения наноразмерных частиц серебра в водной среде | |
Mo et al. | A cysteine‐mediated synthesis of red phosphorus nanosheets | |
RU2390344C2 (ru) | Способ получения наночастиц серебра в водной среде | |
Ostroushko et al. | Iontophoretic transport of associates based on porous Keplerate-type cluster polyoxometalate Mo 72 Fe 30 and containing biologically active substances | |
US20170009366A1 (en) | Egcg stabilized pd nanoparticles, method for making, and electrochemical cell | |
Foreman et al. | The importance of hydrophobic-hydrophilic factors in binding of charged substrates to micelles: use of extramicellar probe luminescence to monitor association of cations to the micelle | |
Gunaratne et al. | Gas-phase fragmentation pathways of mixed addenda keggin anions: PMo12-nWnO403–(n= 0–12) | |
Chakraborty et al. | Multifunctional, high luminescent, biocompatible CdTe quantum dot fluorophores for bioimaging applications | |
Rard et al. | Densities and apparent molal volumes of aqueous manganese, cadmium, and zinc chlorides at 25. degree. C | |
Revina et al. | Synthesis and physicochemical properties of rhenium nanoparticles | |
Brandeis et al. | Reactions of colloidal platinum in aqueous solutions containing methyl viologen, its cation radical and hydrogen, studied by pulse radiolysis | |
RU2716160C1 (ru) | Способ получения наноразмерных частиц серебра в водной среде | |
Khodabandeh et al. | Zn capped Al 2 O 3 and TiO 2 nanoporous arrays as pH sensitive drug delivery systems: a combined experimental and simulation study | |
RU2659580C1 (ru) | Способ получения средства для местного лечения кожных поражений на основе наноразмерных частиц серебра, мазевой основы и твердых присадок | |
Burilov et al. | Imidazolium p-tert-Butylthiacalix [4] arene Amphiphiles—Aggregation in Water Solutions and Binding with Adenosine 5′-Triphosphate Dipotassium Salt | |
RU2695352C1 (ru) | Способ получения наноразмерных частиц кальция в водной среде | |
Liu et al. | Engineering of CoSe2 nanosheets via vacancy manipulation for efficient cancer therapy |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20191017 |