Цель данной работы: получение комплексного соединения серебра для этого необходимо было решить задачи: подобрать литературу по выбранной теме, ее переработать и проанализировать, необходимо изучить материал о химическом строении веществ, некоторых исторических сведениях, нахождении в природе, методах получения чистого серебра и его соединений. Рассмотреть физические и химические свойства, как чистого серебра так и его соединений, подобрать методику синтеза комплексного соединения серебра, получить в лабораторных условиях комплексное соединение серебра.
Введение……………………………………………………..…………………….2
I.Теоретическая часть…………………………………………………………….………………….4
I.1.Характеристика серебра как простого вещества…………………………….4
I.1.1.Краткие исторические сведения.………………………………………. 4-6
I.1.2.Распространение в природе. Получение……………………………..….6-7
I.1.3.Физические свойства серебра, как простого вещества…. 7-8
I.1.4.Химические свойства серебра, как простого вещества…. 9-11
ТИПЫ ИГРОКОВ В ТЕНИ ПИКА
I.1.5.Применение серебра и его соединений……………….…. 11-13
I.2. Соединения серебра……………………………………………………. ….14
I.2.1. Оксиды серебра………………………………………………………. 14-15
I.2.2. Гидроксид серебра ……………………………………………………15-16
I.2.3.Комплексные соединения серебра……………………………………16-20
II.Практическая часть…………………………………………………………..21
Заключение………………………………………………………………………22
Список литературы………………………………………………………………23
ФГАОУ ВПО «Северо-Кавказский Федеральный Университет»
Институт живых систем
«Синтез комплексного соединения серебра»
Выполнила: студентка 2 курса
I.1.Характеристика серебра как простого вещества…………………………….4
I.1.1.Краткие исторические сведения.………………………………………. 4- 6
I.1.2.Распространение в природе. Получение……………………………..….6-7
I.1.3.Физические свойства серебра, как простого вещества…. . 7-8
I.1.4.Химические свойства серебра, как простого вещества…. .9-11
I.1.5.Применение серебра и его соединений……………….…. . 11-13
I.2.3.Комплексные соединения серебра……………………………………16-20
Большинство простых соединений одновалентного серебра с неорганическими и органическими реагентами образуют координационные соединения. Благодаря образованию координационных соединений многие плохо растворимые в воде соединения серебра превращаются в легко растворимые. Серебро может иметь координационные числа 2, 3, 4 и 6.
Одновалентное серебро проявляет координационное число, равное 2, для него характерны комплексы с такими лигандами как хлорид-, сульфид-, тиосульфат-анионы: [AgCl2] — , [AgS2] 3- , [Ag(S2O3)2] 3- , [Ag(NH3)2] + .
Известны многочисленные координационные соединения у которых вокруг центрального иона серебра скоординированы нейтральные молекулы аммиака или аминов (моно- или диметиламин, пиридин, этилендиампн. анилин и т.д.).
Цель данной работы: получение комплексного соединения серебра для этого необходимо было решить задачи: подобрать литературу по выбранной теме, ее переработать и проанализировать, необходимо изучить материал о химическом строении веществ, некоторых исторических сведениях, нахождении в природе, методах получения чистого серебра и его соединений. Рассмотреть физические и химические свойства, как чистого серебра так и его соединений, подобрать методику синтеза комплексного соединения серебра, получить в лабораторных условиях комплексное соединение серебра.
Как продать Золото в 10 раз Дороже?
Для написания работы использовались материалы книг и пособий по общей и неорганической химии, информация некоторых периодических изданий.
В ходе проведения данной работы особое внимание будет уделено изучению свойств и получение серебра; оксида, гидроксида и солей серебра. Изучению их химических и физических свойств, нахождение в природе и рациональные методы получения в лабораторных и промышленных масштабах .
I.1.Характеристика серебра как простого вещества
Серебро — элемент побочной подгруппы первой группы периодической системы химических элементов Д.И. Менделеева, атомный номер 47, атомная масса 107,8682. Обозначается символом относится Ag (от лат. Argentum). Простое вещество серебро — белый блестящий металл, в тонких пленках и проходящем свете — голубого цвета, относится к благородным металлам.
Природное серебро состоит из двух стабильных изотопов: 107 Ag (51,35%) и 109 Ag (48,65%). Конфигурация внешних электронных оболочек атома 4s 2 4p 6 4d 10 5s 1 .
I.1.1.Краткие исторические сведения
Обычно, при описании элемента периодической таблицы Д. И. Менделеева принято указывать его первооткрывателя и обстоятельства, при которых был открыт тот или иной элемент. К сожалению, такими данными об элементе № 47 мы не обладаем. Ни одно светило мировой науки не может приписать честь открытия серебра себе. Все потому, что известен этот металл был еще в те времена, когда не было ученых.
В странах Древнего Востока (Египет, Персия), а позднее в Греции и Риме серебро было широко распространенным денежным металлом наряду с золотом и медью. В Вавилоне и Ассирии серебро считалось священным металлом, что связано с культом почитания Луны, символом которой был этот металл.
Благодаря работе археологов и историков можно утверждать, что до середины II тысячелетия до н. э. серебро было большой редкостью. Так, например, древнеегипетские мастера пользовались драгоценным металлом, доставляемым из Сирии. Культурный слой XVI века до н. э. в районе Двуречья, по утверждению ученых, беден серебряными находками, что вновь подтверждает предположение о редком использовании серебра. Украшения и предметы культа, обнаруженные в странах Древнего Востока, содержат большой процент золота, что может говорить о том, что изготовлялись они из естественных сплавов, таких, как «электрум» (золото-серебро) и «кюстелит» (серебро-золото).
Первоначально серебро обращалось в форме слитков. Лишь в 3—4 вв. до н. э. в Древнем Риме начата чеканка монет из серебра. Древняя Русь освоила изготовление монет из серебра в 9—10 вв. В Средние века серебро и его соединения были очень популярны среди алхимиков.
Они даже разработали свою систему обозначений и названий для металлов, понятных исключительно посвященным, так серебро, помимо своего латинского наименования argentum, имело множество тайных имен: Luna, terra fidelis, Sidia (id est Luna), terra coelestis и другие. В среде алхимиков этот металл считался результатом трансмутации недрагоценных металлов при участии «белого философского камня», а также промежуточным металлом при получении золота. В 16 веке серебро стало основным денежным металлом в странах Европы. Это связано с недостатком золота и расширенной добычей серебра в Америке (Перу, Мексика).
Внешний вид серебра во многом предопределил его наименование в различных странах и культурах. Так в Древнем Египте серебро называлось «had» или «hat» («хад» или «хат»), что означает «белое». В Месопотамии серебро имело имя «ku-habbar», что переводится, как «чистое белое» («ku» — «быть чистым», «habbar» — «белый»).
По-гречески серебро — «ἄργυρος», «árgyros», от индоевропейского корня «белый», «блистающий». Отсюда происходит и его латинское название — «argentum». Та же картина и с санскритским названием — arjuna (свет), rajata (белый).
Славянские названия серебра (русское «серебро», польское «srebro», чешское «стрибро», болгарское «сребро», старо-славянское «сьребро») относятся к праславянскому «*sьrebro». Единогласия среди ученых нет по поводу происхождения славянского «серебра», но большинство придерживается мнения, что это видоизмененное аккадское слово «сарпу» — «очищенное серебро», произошедшее от «sarapu» — «очищать, выплавлять». Что вновь говорит о названии, произошедшем от внешнего вида и свойств металла.
В балтийских и германских языках прослеживается соответствие: литовское «sidabras», прусское «sirablan», готское «silubr», немецкое «silber», английское «silver», голландское «zilver», шведское «silfer», датское «solf».
Что касается этимологии за пределами славяно-балто-германского круга языков, то однозначного мнения нет, предполагается связь с анатолийским «subau-ro» — «блестящий».
I.1.2.Распространение в природе. Получение.
Финикяне открыли месторождения серебряных руд в Испании, Армении, на Кипре и в Сардинии. Серебро в рудах находилось в соединении с мышьяком, серой, хлором, а также и в виде самородного серебра. Самородный металл, конечно, стал известен раньше, чем научились извлекать его из соединений. Самородное серебро иногда встречается в виде очень больших масс; самый крупный самородок серебра весил 13,5 т.
Самородное серебро образует минералы костелит, конгсебирит, анимикит.
В виде соединений серебро находиться в минералах: аргентине (сульфид
серебра Ag2S), прустите (Ag3AsS3), кераргите (AgCl), бромаргерите (AgBr)
и др. Основная масса серебра получается при переработке
свинцово-цинковых, золотых и медных руд в качестве побочного продукта.
Большая часть серебра (около 80%) извлекается попутно из полиметаллических руд, а также из руд золота и меди. При извлечении серебра из серебряных и золотых руд применяют метод цианирования – растворения серебра в щелочном растворе цианида натрия при доступе воздуха:
Из полученных растворов комплексных цианидов серебро выделяют восстановлением цинком или алюминием:
Из медных руд серебро выплавляют вместе с черновой медью и затем выделяют его из анодного шлама, образующегося при электролитической очистке меди. При переработке свинцово-цинковых руд серебро концентрируется в сплавах свинца — черновом свинце, из которого его извлекают добавлением металлического цинка, образующего с серебром нерастворимое в свинце тугоплавкое соединение Ag2Zn3, всплывающее на поверхность свинца в виде легко снимающейся пены.
Далее для отделения серебра от цинка последний отгоняют при 1250 °С. Извлеченное из медных или свинцово-цинковых руд серебро сплавляют (сплав Доре) и подвергают электролитической очистке.
I.1.3.Физические свойства серебра, как простого вещества
Чистое серебро — довольно тяжёлый (легче свинца, но тяжелее меди), необычайно пластичный серебристо-белый металл (коэффициент отражения света близок к 100 %). Тонкая серебряная фольга в проходящем свете имеет фиолетовый цвет. C течением времени металл тускнеет, реагируя с содержащимися в воздухе следами сероводорода и образуя налёт сульфида, чья тонкая пленка придает тогда металлу характерную розоватую окраску. Обладает высокой теплопроводностью. При комнатной температуре имеет самую высокую электропроводность среди всех известных металлов (удельное электрическое сопротивление 1,59·10 −8 Ом·м при температуре 20 °C).
Металлическое серебро обладает кубической гранецентрированной решеткой с плотностью 10,50 г/см 3 при +20°C, температура плавления +960,5°C, температура кипения +2177°C (пары желтовато-синие); оно диамагнитно, является очень хорошим проводником тепла и электричества (удельное сопротивление при +20°C равно 1,59 мком/см). В числе физико-механических свойств следует отметить пластичность, относительную мягкость (твердость 2,5-3 балла по шкале Мооса), ковкость и тягучесть (легко протягивается и прокатывается), малую прочность.
I.1.4. Химические свойства серебра, как простого вещества
Серебро — малоактивный металл. В воздушной атмосфере оно не окисляется кислородом ни при комнатной температуре, ни при нагревании. Однако в виде тонких плёнок может быть окислено кислородной плазмой (при 170 °C его поверхность покрывается пленкой Ag2O) или озоном при облучении ультрафиолетом (озон окисляет серебро до высших оксидов AgO или Ag2O3). Весьма распространено явление — почернение серебра — результат образования на поверхности черного сульфида серебра Ag2S. Причиной такого процесса является наличие (даже самое малое) во влажном воздухе двухвалентной серы — сероводород, тиосульфаты, резина, а также при взаимодействии серебряных предметов с пищевыми продуктами, содержащими соединения серы:
В сухом воздухе серебро практически не окисляется, с водой не взаимодействует, является инертным металлом, сохраняет металлический блеск при действии воздуха, влаги и углекислого газа.
При обычных условиях реагирует с серой, образуя сульфид серебра (I):
при нагревании с галогенами образуются галогениды серебра (I):
Серебро не реагирует с кислородом, водородом, азотом, углеродом и кремнием.
При высоких температурах реагирует с хлороводородом:
2Ag + 2HCl = 2AgCl + H2.
В электрохимическом ряду напряжений металлов серебро расположено после водорода, поэтому оно не взаимодействует с растворами разбавленной соляной и серной кислот и щелочей.
Растворяется в разбавленной азотной кислоте с образованием нитрата серебра (I) и оксида азота (II):
Будучи благородным металлом, серебро характеризуется низкой реакционной способностью, поэтому соляная и разбавленная серная кислоты на него не действуют. Для его растворения требуется окислительная среда: азотная кислота, горячая концентрированная серная кислота, а также соляная кислота с примесью свободного кислорода. Обычно серебро растворяют в азотной кислоте:
Реагирует с концентрированным раствором серной кислоты с образованием солей серебра (I) и продуктом восстановления кислот:
В растворе цианида натрия в присутствии кислорода воздуха серебро растворяется с образованием дицианоаргентата (I) натрия:
При травлении серебро растворяется в хлорном железе:
Серебро также легко растворяется в ртути, образуя амальгаму (жидкий сплав ртути и серебра).
При действии щелочей на растворы солей серебра следовало бы ожидать получения AgOH, однако, вместо него выпадает бурый осадок оксида серебра (I) или закись серебра — Ag2O:
I.1.5.Применение серебра и его соединений
Сферы применения серебра: Применяется как драгоценный металл в ювелирном деле; Используется при чеканке монеты (в особенности в прошлом); Галогениды серебра и нитрат серебра используются в фотографии, так как обладают высокой светочувствительностью; Из-за высочайшей электропроводности применяется в электротехнике и электронике для особенно ответственных соединений; Используется как покрытие для зеркал с высокой отражающей способностью (в обычных зеркалах используется алюминий); Часто используется как катализатор в реакциях окисления, например при производстве формальдегида из метанола; Используется как дезинфицирующее вещество, в основном для обеззараживания воды. Некоторое время назад для лечения простуды использовали раствор протаргол и колларгол, которые представляли собой коллоидное серебро.
Источник: www.myunivercity.ru
Способ получения металлического серебра
Использование: касается получения металлического серебра из вторичного серебросодержащего сырья, представляющего собой хлорид, бромид, иодид, сульфит, сульфат серебра или их смеси. Сущность изобретения заключается в смешении соли серебра с гидроксидом калия или натрия, взятых в количестве 120-150% от стехиометрии, таблетировании смеси при давлении прессования 15-25 МПа, спекании при 400-500 o C в течение 0,3-1,0 ч, охлаждении спека в процессе его водной обработки с отделением осадка серебра. Операция спекания может быть проведена в две стадии, при аналогичных технологических параметрах для каждой стадии, причем после первой стадии спек охлаждают на воздухе до комнатной температуры, измельчают и таблетируют повторно. Способ позволяет повысить степень восстановления серебра до 99,9-100% и его чистоту до 99,9%, а также снизить расход щелочного агента. 3 з.п.ф-лы, 1 табл.
Изобретение относится к металлургии благородных металлов, в частности к получению металлического серебра из вторичного серебросодержащего сырья, представляющего собой хлорид, бромид, иодид, сульфит, сульфат серебра или их смеси.
Известен способ получения металлического серебра из его хлорида, бромида, сульфида (Металлургия благородных металлов /Под ред. Чугаева Л.В. М: Металлургия, 1987, с. 350-355) плавкой соли серебра с карбонатом натрия при 1100-1200 o C. При этом получают жидкое серебро и шлак на основе хлорида натрия.
Недостатками способа являются существенные потери серебра со шлаком (0,3-1,5 мас.) и пылью (1-2 мас.), а также высокая энергоемкость процесса.
Известен способ получения металлического серебра из его хлорида, сульфата и сульфида (патент США N 4388109, кл. B 22 F 9/00, C 22 B 11/00, 1983), включающий смешение соли серебра с карбонатом натрия, который берут со 100% избытком к стехиометрии, спекание смеси при 500-650 o C в течение 1-3 ч, охлаждение полученного спека в нагревательной печи до 100 o C, его измельчение и обработку водой с отделением осадка серебра.
Недостатками способа являются неполнота восстановления серебра, что снижает чистоту конечного продукта, и относительно большой расход щелочного агента. Неполнота восстановления серебра (99,6%) обусловливает получение серебра чистотой 99,5 мас.
Изобретение направлено на решение технической задачи повышения степени восстановления серебра и его чистоты, а также на снижение расхода щелочного агента.
Поставленная задача решается тем, что в способе получения металлического серебра, включающем смешение соли серебра со щелочным агентом, спекание смеси, охлаждение спека и обработку водой с отделением осадка серебра, согласно изобретению в качестве щелочного агента используют гидроксид калия или натрия, который берут в количестве 120-150% от стехиометрии, перед спеканием смесь таблетируют, спекание осуществляют при 400-500 o C, а охлаждение спека и обработку его водой производят одновременно.
На решение поставленной задачи направлено то, что спекание осуществляют в две стадии, при этом после первой стадии спек охлаждают на воздухе до комнатной температуры, измельчают и таблетируют повторно.
Поставленная задача решается и тем, что продолжительность спекания на одной стадии составляет 0,3-1,0 ч.
Решение поставленной задачи способствует то, что таблетирование смеси осуществляют при давлении прессования 15-25 МПа.
В качестве соли серебра могут быть использованы его хлорид, бромид, иодид, сульфид, сульфат и другие малорастворимые соли серебра, а также смеси этих солей.
Использование гидроксида калия или натрия в качестве щелочного агента позволяет снизить до 400-500 o C температуру спекания вследствие более интенсивного взаимодействия между реагентами при образовании расплава гидроксида щелочного металла в зоне реакции. Использование гидроксида калия или натрия в количестве менее 120% от стехиометрии не позволяет повысить степень восстановления серебра и его чистоту, а при количестве щелочи более 150% будет происходить подплавление таблет, что затрудняет из извлечение из прокалочной печи и загрязняет материалом поддона.
Таблетирование смеси соли серебра с гидроксидом натрия или калия интенсифицирует степень их взаимодействия за счет увеличения площади контакта между частицами смеси и позволяет осуществить процесс без использования тиглей, материал которых, как правило, является источником загрязнения конечного продукта. Таблетирование реагентов при давлении прессования менее 15 МПа не обеспечивает достаточной механической прочности таблет и необходимой площади контакта между частицами смеси, а при давлении более 25 МПа получается излишне плотная смесь, что препятствует выделению паров воды, образующихся в процессе химического взаимодействия реагентов.
Осуществление спекания в две стадии обусловлено тем, что при проведении спекания в одну стадию степень восстановления серебра не превышает 99,9% по причине блокирования микрочастиц соли серебра продуктами реакции (серебром, хлоридом калия или натрия). Для вскрытия непрореагировавших частиц и обеспечения контакта со щелочью таблеты после первой стадии спекания извлекают из печи, охлаждают на воздухе до комнатной температуры, измельчают, повторно таблетируют и спекают. При этом степень восстановления достигает 100% Осуществление спекания в одну или две стадии при температуре ниже 400 o C не позволяет достичь высокой степени восстановления серебра, а при температуре выше 500 o C существенно возрастает энергоемкость процесса при незначительном сокращении расхода щелочного агента.
Продолжительность спекания ниже 0,3 ч на одной или каждой из двух степеней спекания не позволяет достичь необходимой степени восстановления серебра, а выше 1,0 ч нецелесообразна из соображений энергоемкости процесса.
Особенностью предлагаемого способа является возможность одновременного охлаждения спека и обработки его водой, что позволяет исключить конечную операцию измельчения и ускорить растворение продуктов взаимодействия вследствие повышения температуры воды.
Пример 1. 100 г хлорида серебра смешивают с 49 г (125% от стехиометрии) гидроксида калия, прессуют в таблетку при давлении 20 МПа, помещают в прокалочную печь, нагретую до 450 o C, выдерживают в течение 0,5 ч, извлекают из печи и погружают в сосуд с холодной дистиллированной водой. Для ускорения растворения хлорида и гидроксида калия содержимое сосуда перемешивают в течение 0,25 ч. Осадок серебра отфильтровывают, промывают до pH 7 и сушат при 100 o C. Анализ полученного металлического серебра показал присутствие примеси хлорида серебра в количестве 0,35 мас. что соответствует степени восстановления серебра 99,74% Основные условия получения металлического серебра и полученные результаты по данному примеру и примерам 2-12 сведены в таблицу.
В примерах 2-5 процесс ведут аналогично примеру 1. Отличие заключается в используемой соли серебра и гидроксида щелочного металла, их количественном соотношении, а также в параметрах операций таблетирования и спекания.
Пример 6. 100 г хлорида серебра смешивают с 49 г (125% от стехиометрии) гидроксида калия, прессуют в таблету при давлении 20 МПа, помещают в прокалочную печь, нагретую до 450 o C, выдерживают в течение 0,5 ч, извлекают из печи и охлаждают на воздухе до комнатной температуры. Затем охлажденную таблету измельчают, повторно таблетируют и снова помещают в прокалочную печь.
После выдержки в течение 0,5 ч при 450 o C таблету извлекают из печи и погружают в сосуд с холодной дистиллированной водой. Для ускорения растворения хлорида и гидроксида калия содержимое сосуда перемешивают в течение 0,25 ч. Осадок серебра отфильтровывают, промывают до pH 7 и сушат при 100 o C. Полученное металлическое серебро представляет собой конгломераты размером 400-1000 мкм, которые легко разрушаются с образованием частиц размером 10-100 мкм. Анализ серебра показал полное отсутствие примеси хлорида серебра, что свидетельствует о 100% восстановлении серебра. Вес конечного продукта равен 75,185 г (степень извлечения серебра 99,97%), чистота продукта составляет 99,99% В примерах 7-12 процесс ведут в соответствии с условиями примера 6. Отличие заключается в используемой соли серебра и гидроксида щелочного металла, их количественном соотношении, а также в параметрах операций таблетирования и спекания.
Анализ данных, приведенных в таблице, показывает, что предлагаемый способ получения металлического серебра позволяет повысить чистоту конечного продукта до 99,99% при обеспечении 100% степени восстановления серебра. По сравнению с прототипом температура процесса снижена на 100-150 o C, а расход щелочного агента на 25-40% относительно стехиометрии.
1. Способ получения металлического серебра, включающий смешение соли серебра с щелочным агентом, спекание смеси, охлаждение спека и обработку водой с отделением осадка серебра, отличающийся тем, что в качестве щелочного агента используют гидроксид калия или натрия в количестве 120 150% от стехиометрии, перед спеканием смесь таблетируют, спекание осуществляют при температуре 400 — 500 o С, а охлаждение спека и обработку водой проводят одновременно.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что спекание осуществляют в две стадии, при этом после первой стадии спек охлаждают на воздухе до комнатной температуры, измельчают и таблетируют повторно.
3. Способ по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что продолжительность спекания на одной стадии составляет 0,3 1,0 ч.
4. Способ по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что таблетирование осуществляют при давлении прессования 15 25 МПа.
Источник: findpatent.ru
Анализ методов получения наноразмерных частиц серебра Текст научной статьи по специальности «Нанотехнологии»
n this article the analysis of the main methods of receiving nanodimensional particles of silver is carried out. For each method characteristics of nanoparticles and their property are provided.
Текст научной работы на тему «Анализ методов получения наноразмерных частиц серебра»
УДК 546.57 К.С. Поджарая
Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский технологический институт ремонта и эксплуатации машинно-тракторного парка, г. Москва
АНАЛИЗ МЕТОДОВ ПОЛУЧЕНИЯ НАНОРАЗМЕРНЫХ ЧАСТИЦ СЕРЕБРА
В данной статье проведен анализ основных методов получения наноразмерных частиц серебра. Для каждого метода приведены характеристики наночастиц и их свойства.
In this article the analysis of the main methods of receiving nanodimensional particles of silver is carried out. For each method characteristics of nanoparticles and their property are provided.
Наночастицы серебра привлекают особое внимание благодаря своим уникальным физическим и химическим свойствам, связанным со значительной величиной отношения площади их поверхности к объему, и другим размерным эффектам.
Широкое применение наночастиц серебра связано, прежде всего, с их особенными свойствами (электрофизическими, оптическими, каталитическими), отличающимися от свойств компактного металла. Это обусловлено увеличением числа атомов металла на поверхности частиц по сравнению с числом атомов в объеме. Применение наночастиц серебра может быть связано с использованием их для модификации топливных элементов, создания электрохимических сенсоров, а так же в составе различных биомедицинских препаратов.
В настоящее время можно выделить несколько способов получения наночастиц серебра.
Рис. 1. Методы получения наночастиц серебра
Аналогично методу Туркевича (получения наночастиц золота), существует способ получения наноразмерного серебра. Однако, так как серебро является более активным металлов, чем золото (Е0Аё+/^ = 0,8 В, E0Au3+/Au =1,5 В), то синтез наночастиц серебра происходит более сложно из-за способности серебра к быстрому окислению и агрегации. Для повышения устойчивости коллоидных растворов серебра наночастицы необходимо стабилизировать.
В цитратном методе получения и восстановителем, и стабилизатором служит цитрат-анион, получаемый при растворении в воде трехзамещенной
натриевой соли лимонной кислоты. При нагревании раствора и окислении цитрат аниона образуется ацетондикарбоновая и итаконовая кислоты.
Эти кислоты адсорбируются на поверхности частиц и контролируют их рост.
Лимонная к 11 с л ота А цето н ди кар ño н овая
Для получения наночастиц серебра большее значение имеет метод восстановления тетрагидридоборатом натрия, что можно объяснить более высокой восстановительной способностью боргидрида и простотой в применении. Наночастицы, полученные данным методом, обладают высокой стабильностью, не осаждаются и не меняют окраску (желтая окраска раствора указывает на сферическую форму наночастиц) в течение нескольких недель.
Предполагается следующая схема протекания реакции: 2AgNO3 + 2NaBH4 + 6H2O = 2Ag + 7H2 + 2NaNO3 + 2H3BO3 С течением времени происходит агрегация наночастиц. Для усиления агрегативной устойчивости может быть использована желатина, введение котрой в значительной степени предотвращает агрегацию и снижает средний размер наночастиц (размер частиц в диапазоне от Здо 17 нм).
В методе Кери Ли роль соттановителя ионов серебра играет сульфат двухвалетного железа, а цитрат натрия стабилизирует образующиеся частицы. Реакция проходит при комнатной температуре. Рост частиц происходит по агрегатному механизму, причем, чем больше скорость перемешивания раствора, тем меньше агрегация наночастиц и тем больше монодисперсность раствора. Золи, полученные методом Кери Ли, превосходят по своим характеристикам обычные цитратные золи серебра. Недостатком метода является использование в классической схеме синтеза высоких концентраций реагентов, что приводит к необходимость проведения ряда последовательных циклов осаждения центрифугированием и редиспергирования частиц металла.
Так же исследован процесс восстановления серебра в водных растворах с помощью «зеленых» реагентов — глюкозы, а также аскорбиновой кислоты, в отсутствие какого-либо дополнительного стабилизатора. К раствору нитрата серебра определенной концентрации (0,0001 М — 0,005 М) добавляли такой же объем восстановителя (0,001 М -0,05 М) и доводили pH до заданного значения с помощью раствора аммиака. Полученные растворы обрабатывали в микроволновой печи в течение 10 минут при мощности 700 Вт. Микроволновое излучение обеспечивает быстрое и равномерное нагревание всего объема реакционного раствора, что
приводит к однородности в условиях нуклеации и роста зародышей и к получению наночастиц наименьшего размера и одинаковой формы.
Другая методика получения гидрозолей серебра, основанная на восстановлении нитрата серебра, состоит в следующем. В реакционную емкость при комнатной температуре вводится буферный раствор (рН=9,8), раствор танина, затем, при непрерывном перемешивании, со скоростью 1,3 мл/мин вводится раствор нитрата серебра. Анализ микрофотографий полученных частиц серебра показал, что размеры частиц лежат в интервале: 70-150 нм для частиц, полученных из эквимолярных растворов, 30-90 нм — в избытке танина.
Методом механохимической обработки смеси нитрата серебра и ПВП при комнатной температуре возможно получение наночастиц серебра, стабилизированных макромолекулами ПВП. Для этого смесь ПВП и нитрата серебра тщательно перемешивают и измельчают в шаровой мельнице. Для удаления избытка ПВП полученный порошок суспендируют в водный раствор с последующим центрифугированием на препаративной центрифуге. После декантации водного слоя осадок высушивается в вакуум-сушильном шкафу до постоянной массы.
Главным вопросом является возможность получения дисперсной системы, состоящей из наночастиц серебра, с требуемой устойчивостью во времени и к действию факторов внешней среды. В связи с этим целью данной работы являлось изучение уже известных методов получения нанодисперсий серебра для выявления наилучших условий проведения синтеза и изучения влияния внешних факторов на характеристики полученных наночастиц.
1. А.В. Коршунов, Д.О. Перевезенцева, Т.В. Коновчук, Е.В. Миронец.
Влияние дисперсного состава золей серебра и золота на их электрохимическую активность // Известия Томского политехнического университета. — 2010. — Т. 317. — № 3. — С. 6-13.
2. В.Г. Куличихин, С.В. Антонов, В.В. Макарова, А.В. Семаков, P. Singh.
Нанокомпозитные гидроколлоидные адгезивы для биомедицинского применения // Российские нанотехнологии. — 2006. — Т. 1. — № 1-2. — С. 170182.
3. Е.М. Егорова, А.А. Ревина, Т.Н. Ростовщиков, О.И. Киселева. Бактерицидные и каталитические свойства стабильных металлических наночастиц в обратных мицеллах // Вестник Московского университета. -Сер.
2. — Химия. — 2001. — Т. 42. — № 5. — С. 332-338.
Источник: cyberleninka.ru