ПАТЕНТНЫЙ ПОИСК В РФ
НОВЫЕ ПАТЕНТЫ, ЗАЯВКИ НА ПАТЕНТ
БИБЛИОТЕКА ПАТЕНТОВ НА ИЗОБРЕТЕНИЯ

способ получения наночастиц серебра с модифицированной лигандной оболочкой в высокоывязкой матрице

Классы МПК:B82B3/00 Изготовление или обработка наноструктур
B01J13/00 Коллоидная химия, например способы получения коллоидов или их растворов, не отнесенные к другим классам, изготовление полых пластмассовых шариков или микрокапсул
B82B1/00 Наноструктуры
C08J3/02 приготовление растворов, дисперсий, латексов или гелей прочими способами, кроме полимеризации в растворе, эмульсионной или суспензионной полимеризации
Автор(ы):, , ,
Патентообладатель(и):Общество с ограниченной ответственностью "Суперматериал" (RU)
Приоритеты:
подача заявки:
2012-11-29
публикация патента:

Изобретение относится к нанотехнологии и может быть использовано для эффективного изменения оптоэлектронных свойств ансамблей покрытых лигандной оболочкой наночастиц серебра в вязких средах и пленках. Изобретение может быть использовано для создания фотонных кристаллов, оптических фильтров и нового поколения Рамановских лазеров. Для получения высокоупорядоченных ансамблей наночастиц серебра с лигандной оболочкой в высоковязкий водный раствор поливинилового спирта или желатины добавляют 3-6 ммоль/г раствора азотнокислого серебра, 15 ммоль/г олеата натрия и 10 ммоль/г боргидрида натрия. Реакция протекает без перемешивания. Изобретение позволяет получать в высоковязких средах и пленках ансамбли покрытых лигандной оболочкой наночастиц с низкой степенью агрегации. 4 пр.

Изобретение может быть использовано для получения высокоупорядоченных ансамблей покрытых оболочкой наночастиц благородных металлов в полимерных матрицах.

Известен способ получения наночастиц серебра, покрытых лигандной оболочкой 11-меркаптоундекановой кислоты, которая позволяет эффективно менять физико-химические свойства наночастиц. К недостаткам этого способа относится отсутствие полимера матрицы, в результате чего образование лигандной оболочки протекает параллельно с агрегацией наночастиц. В результате образуются ансамбли наночастиц с высокой степенью агрегации и широким распределением по размерам (RU 2364471 С1, 2009).

Ранее также был описан способ получения наночастиц серебра в матрицах полиэтилениминов и поливиниламинов восстановлением из оксида или нитрата серебра в присутствии муравьиной кислоты, формальдегида, диэтаноламина или натрий борогидрида и в отсутствие лигандов, образующих защитный слой на поверхности наночастиц. Полимерные матрицы с аминогруппами являются восстановителями, поэтому несмотря на высокую стабильность получаемых композиций недостатком данного метода является участие аминогрупп в реакции и как следствие этого широкое распределения ансамбля наночастиц по размерам (US 0020170, 2011).

Из уровня техники известен способ для получения наночастиц серебра в высоковязких растворах путем введения раствора AgNO3 в раствор желатины, казеина или модифицированных биологических макромолекул и лиганда в этиловом спирте. По мнению авторов этиловый спирт выполнял функцию не только растворителя, но и восстановителя для азотнокислого серебра (US 0142899, 2011). К недостаткам этого метода относится получение низкоразмерных наночастиц с широким распределением по размерам (3-23 нм).

Известен также способ получения наночастиц серебра в матрице поливинилового спирта или поливинилпирролидона в качестве сенсоров для гигантского комбинационного рассеяния. Авторы патента пытались найти условия, когда вся поверхность наночастиц оставалась доступной для взаимодействия с анализируемым веществом. Выбор полимера матрицы и отсутствие активных лигандов дает возможность получать пленки, содержащие наночастицы серебра, высокоактивные в качестве сенсоров. К недостаткам данного метода относится низкая стабильность незащищенных лигандной оболочкой наночастиц (US 0286684 Al, 2006).

Наиболее близким аналогом является способ получения наночастиц серебра в присутствии лиганда с последующим добавлением производных поливинилового спирта (US 0043512, 2012). В качестве лиганда используется додециламин. Затем стабилизированные лигандом наночастицы серебра добавляют в раствор поливинилбутираля. Выбранная последовательность, когда синтез наночастиц происходит главным образом на первой стадии реакции, а добавление поливинилбутираля осуществляется на второй, приводит к агрегации наночастиц на первой стадии и как следствие этого к высокой степени неоднородности системы.

Решение поставленной задачи обеспечивается тем, что наночастицы серебра получали восстановлением азотнокислого серебра натрий боргидридом в высоковязких растворах поливинилового спирта, желатины или поливинилбутираля. Реакционные растворы готовили последовательным добавлением к высоковязким растворам полимеров растворов нитрата серебра, лигандов и борогидрида натрия. Полученный раствор помещался в реактор, который в свою очередь помещали в термостатируемую камеру. Процесс получения нанокомпозиций протекал без перемешивания раствора.

Высоковязкие растворы желатины, поливинилового спирта и поливинилбутираля представляют собой гелеобразные (предгелеобразные) состояния, в которых области, содержащие макромолекулы матрицы, чередуются со свободными полостями, содержащими растворитель и низкомолекулярные реагенты. Таким образом, в высоковязких растворах желатины, поливинилового спирта и поливинилбутираля при отсутствии перемешивания в ходе реакции обеспечивается низкая подвижность наночастиц серебра в совокупности с высокой подвижностью исходных реагентов. Таким образом, высокая вязкость растворов и отсутствие перемешивания замедляют процессы агрегации, что в свою очередь повышает эффективность образования лигандной оболочки вокруг каждой отдельной наночастицы.

Показано, что проведение реакции в высоковязких растворах поливинилового спирта, желатины и поливинилбутираля при отсутствии перемешивания позволяет получать упорядоченные ансамбли покрытых лигандной оболочкой наночастиц.

Заявленный способ получения высокоупорядоченных наночастиц в полимерных матрицах осуществляется следующим образом.

Пример 1

Метод получения высоковязкого коллоидного раствора наночастиц серебра, покрытых лигандной оболочкой олеата натрия, в матрице поливинилового спирта в термостатированном реакторе при отсутствии перемешивания. К 15 мл водного раствора поливинилового спирта добавлялось 2 мл раствора азотнокислого серебра, 1 мл раствора олеата натрия и затем 2 мл раствора натрий боргидрида. Концентрация поливинилового спирта равнялась 23 г/л. Концентрация азотнокислого серебра изменялась от 3 до 6 ммоль/л. Концентрация олеата натрия 15 ммоль/л, а концентрация боргидрида натрия - 10 ммоль/л. В первые два часа реакции наблюдается появление окраски раствора с максимумом на длине волны 410 нм. При увеличении времени реакции и/или концентрации азотнокислого серебра происходит смещение полосы в спектрах поглощения в длинноволновую область. Оптические свойства пленок, полученных из композиций в поливиниловом спирте, сохраняются в течение длительного времени (больше полутора лет).

Пример 2

В этом примере в качестве матрицы использовался высоковязкий водный раствор желатины. Концентрация желатины составляла 15 г/л. Все остальные вещества и условия проведения реакции совпадали с описанными в примере 1. В результате реакции в течение часа наблюдалось появление окраски раствора с максимумом на длине волны 405 нм. Сравнение примеров 1 и 2 показывает, что переход от поливинилового спирта к желатине приводит к смещению максимума в спектре поглощения в коротковолновую область. Оптические свойства пленок, полученных из композиций в желатине, сохраняются в течение длительного времени (более двух лет).

Вода является сильным сольватирующим агентом, что приводит к диссоциации и последующей деструкции натрий боргидрида даже в отсутствие ионов серебра. Замена воды на менее полярные растворители приводит к увеличению времени жизни натрий боргидрида и уменьшению скорости реакции восстановления. Это в свою очередь позволяет получать наночастицы с меньшим содержанием дефектов.

Пример 3

Описано получение высокоупорядоченных покрытых лигандной оболочкой наночастиц серебра в растворе этилового спирта. В качестве матрицы использовался высоковязкий раствор поливинилбутираля в 96% этиловом спирте. К 15 мл раствора поливинилбутираля добавлялось 2 мл раствора азотнокислого серебра, 1 мл раствора олеата натрия и затем 2 мл раствора натрий боргидрида. Концентрация поливинилбутираля равнялась 8 г/л. Концентрация азотнокислого серебра изменялась от 2 до 4 ммоль/л. Концентрация олеата натрия 10 ммоль/л, а концентрация боргидрида натрия - 8 ммоль/л. В первый час реакции наблюдается появление окраски раствора с максимумом на длине волны 390 нм. При увеличении времени реакции и/или концентрации азотнокислого серебра происходит смещение полосы в спектрах поглощения в длинноволновую область. Оптические свойства пленок, полученных из композиций в поливиниловом спирте, сохраняются в течение длительного времени (больше двух лет).

Пример 4

Описано получение высокоупорядоченных покрытых лигандной оболочкой наночастиц серебра в растворе пропилового спирта. В качестве матрицы использовался высоковязкий раствор поливинилбутираля в пропиловом спирте. Все остальные вещества и условия проведения реакции совпадали с описанными в примере 3. В первые два часа реакции наблюдается появление окраски раствора с максимумом на длине волны 395 нм. При увеличении времени реакции и/или концентрации азотнокислого серебра происходит смещение полосы в спектрах поглощения в длинноволновую область. Оптические свойства пленок, полученных из композиций в поливиниловом спирте, сохраняются в течение длительного времени (больше двух лет).

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Способ получения высокоупорядоченных покрытых лигандной оболочкой наночастиц серебра в матрице поливинилового спирта или желатины, включающий синтез наночастиц путем восстановления азотнокислого серебра в высоковязком растворе поливинилового спирта или желатины, отличающийся тем, что к водному раствору поливинилового спирта или желатины добавляют 3-6 ммоль/л раствора азотнокислого серебра, 15 ммоль/л олеата натрия и 10 ммоль/л боргидрида натрия и реакция протекает при отсутствии перемешивания.


Скачать патент РФ Официальная публикация
патента РФ № 2526967

patent-2526967.pdf
Патентный поиск по классам МПК-8:

Класс B82B3/00 Изготовление или обработка наноструктур

Патенты РФ в классе B82B3/00:
способ комбинированной интенсивной пластической деформации заготовок -  патент 2529604 (27.09.2014)
многослойный композиционный материал для защиты от электромагнитного излучения -  патент 2529494 (27.09.2014)
способ функционализации углеродных наноматериалов -  патент 2529217 (27.09.2014)
нанокомпонентная энергетическая добавка и жидкое углеводородное топливо -  патент 2529035 (27.09.2014)
способ получения насыщенных карбоновых кислот -  патент 2529026 (27.09.2014)
способ получения катализатора для процесса метанирования -  патент 2528988 (20.09.2014)
способ модифицирования углеродных нанотрубок -  патент 2528985 (20.09.2014)
полимерный медьсодержащий композит и способ его получения -  патент 2528981 (20.09.2014)
композиции матриксных носителей, способы и применения -  патент 2528895 (20.09.2014)
полимерное электрохромное устройство -  патент 2528841 (20.09.2014)

Класс B01J13/00 Коллоидная химия, например способы получения коллоидов или их растворов, не отнесенные к другим классам, изготовление полых пластмассовых шариков или микрокапсул

Патенты РФ в классе B01J13/00:
дисперсия оксида циркония и способ ее получения -  патент 2529219 (27.09.2014)
способ получения микрокапсул лекарственных препаратов группы цефалоспоринов в конжаковой камеди в толуоле -  патент 2525158 (10.08.2014)
способ получения суспензии высокодисперсных частиц металлов и их соединений и устройство для его осуществления -  патент 2523643 (20.07.2014)
способ получения микрокапсул лекарственных препаратов группы цефалоспоринов в конжаковой камеди в ацетоне -  патент 2523400 (20.07.2014)
способ инкапсуляции фенбендазола -  патент 2522267 (10.07.2014)
способ получения микрокапсул лекарственных препаратов группы цефалоспоринов в альбумине человеческом сывороточном -  патент 2522254 (10.07.2014)
способ инкапсуляции фенбендазола -  патент 2522229 (10.07.2014)
способ инкапсуляции фенбендазола -  патент 2522222 (10.07.2014)
способ получения наноструктурированных покрытий оксидов металлов -  патент 2521643 (10.07.2014)
способ формирования микрочастиц -  патент 2521388 (27.06.2014)

Класс B82B1/00 Наноструктуры

Патенты РФ в классе B82B1/00:
многослойный нетканый материал с полиамидными нановолокнами -  патент 2529829 (27.09.2014)
материал заменителя костной ткани -  патент 2529802 (27.09.2014)
нанокомпозитный материал с сегнетоэлектрическими характеристиками -  патент 2529682 (27.09.2014)
катализатор циклизации нормальных углеводородов и способ его получения (варианты) -  патент 2529680 (27.09.2014)
способ определения направления перемещения движущихся объектов от взаимодействия поверхностно-активного вещества со слоем жидкости над дисперсным материалом -  патент 2529657 (27.09.2014)
способ формирования наноразмерных структур -  патент 2529458 (27.09.2014)
способ бесконтактного определения усиления локального электростатического поля и работы выхода в нано или микроструктурных эмиттерах -  патент 2529452 (27.09.2014)
способ изготовления стекловидной композиции -  патент 2529443 (27.09.2014)
комбинированный регенеративный теплообменник -  патент 2529285 (27.09.2014)
способ изготовления тонкопленочного органического покрытия -  патент 2529216 (27.09.2014)

Класс C08J3/02 приготовление растворов, дисперсий, латексов или гелей прочими способами, кроме полимеризации в растворе, эмульсионной или суспензионной полимеризации

Патенты РФ в классе C08J3/02:
способ приготовления раствора бутилкаучука и аппарат для растворения -  патент 2528558 (20.09.2014)
добавка и способ для обрыва полимеризации и/или снижения вязкости раствора полимера -  патент 2523799 (27.07.2014)
способ получения синтетического латекса -  патент 2507218 (20.02.2014)
гидрогель карбоксиалкиламида хитозана, его приготовление и применение в косметологии и дерматологии -  патент 2476201 (27.02.2013)
способ улучшения проводимости проводящего полимерного продукта -  патент 2462485 (27.09.2012)
способ растворения арамидного полимера в серной кислоте с использованием пластикатора с двумя направляющими -  патент 2461585 (20.09.2012)
способ получения перфторированных сульфокатионитных мембран методом полива из раствора -  патент 2427593 (27.08.2011)
газоплотная модифицированная перфторсульфокатионитовая мембрана и способ ее получения -  патент 2426750 (20.08.2011)
полиизопреновый презерватив -  патент 2414485 (20.03.2011)
гидрофильные полимеры с обращенной фазой и их применение в набухающих в воде эластомерных композициях -  патент 2411262 (10.02.2011)


Наверх