|
Апрель 2021 г.
Наносуспензии серебра
Методы получения: критерии пригодности для внедрения в производство
Известно много методов получения наночастиц серебра. Каждый метод имеет свои преимущества и недостатки. Наиболее часто используемым
является метод химического восстановления ионов серебра в растворах солей серебра с помощью различных веществ (восстановителей).
Этим методом получают коллоидные растворы наночастиц серебра (наносуспензии серебра). Для осуществления этого метода не требуется сложного
оборудования; изменяя условия синтеза можно получать наночастицы серебра заданного размера и морфологии, в том числе сферической формы,
малого размера и с узким распределением по диаметру. При синтезе наночастиц серебра, кроме веществ, выполняющих функцию восстановителя,
применяют стабилизаторы — вещества, предотвращающие агрегацию наночастиц в растворе. Некоторые восстановители могут
одновременно обеспечивать и стабилизацию наночастиц серебра.
Метод химического восстановления в растворах имеет различные лабораторные варианты исполнения, многие из которых не приемлемы для
внедрения в производство. Недостатками многих методов являются: применение токсичных реагентов (наличие вредного производственного фактора),
органических растворителей (создает необходимость введения операций по отделению и очистке наночастиц от растворителя, а также особых
требований к очистным сооружениям для промышленных стоков), сложность (многоступенчатость) технологических процессов
с применением
относительно большого количества реагентов (длительность синтеза и повышенные затраты), жесткие условия синтеза (выполнение синтеза с
нагревом реакционной среды, часто с нагревом до кипения, в некоторых случаях выполнение синтеза в среде инертного газа). Кроме того, методы не всегда
обеспечивают требуемый малый размер и узкое распределение наночастиц по размеру.
Чтобы технология получения наносуспензий серебра была пригодна для внедрения в производство,
она должна отвечать следующим требованиям:
1) обеспечивать воспроизводимость характеристик наночастиц серебра;
2) применять нетоксичные или малотоксичные реагенты;
3) в качестве растворителя использовать воду, а не органические растворители
(если иное не обусловлено условиями применения
наносуспензий);
4) использовать минимально возможное количество реагентов;
5) быть высокопроизводительной и экономичной (технологический процесс должен занимать мало времени, обеспечивать высокий
выход по количеству синтезированных наночастиц, минимальное количество отходов, быть энергетически низкозатратным, выполняться с применением реагентов с относительно
невысокой стоимостью);
6)
обеспечивать получение наносуспензий, не содержащих в
своем составе химические соединения, недопустимые
требованиями конкретных применений наносуспензий;
7) обеспечивать получение наночастиц достаточно малых размеров и с достаточно узким распределением по размерам (достаточным для
удовлетворения требованиям эффективности конкретных применений наносуспензий);
8) обеспечивать получение стабильных наночастиц (сохраняющих свои свойства в течение заданного
времени, которое определяется их назначением).
Ш. М. Шарипов (ООО «ProventaTech»)
|
