RU2659381C1 - Method for obtaining concentrated colloid silver solution - Google Patents
Method for obtaining concentrated colloid silver solution Download PDFInfo
- Publication number
- RU2659381C1 RU2659381C1 RU2017125873A RU2017125873A RU2659381C1 RU 2659381 C1 RU2659381 C1 RU 2659381C1 RU 2017125873 A RU2017125873 A RU 2017125873A RU 2017125873 A RU2017125873 A RU 2017125873A RU 2659381 C1 RU2659381 C1 RU 2659381C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- silver
- solution
- concentration
- colloidal
- electrodes
- Prior art date
Links
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
- A61K33/00—Medicinal preparations containing inorganic active ingredients
- A61K33/24—Heavy metals; Compounds thereof
- A61K33/38—Silver; Compounds thereof
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
- A61K47/00—Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient
- A61K47/06—Organic compounds, e.g. natural or synthetic hydrocarbons, polyolefins, mineral oil, petrolatum or ozokerite
- A61K47/26—Carbohydrates, e.g. sugar alcohols, amino sugars, nucleic acids, mono-, di- or oligo-saccharides; Derivatives thereof, e.g. polysorbates, sorbitan fatty acid esters or glycyrrhizin
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
- A61K9/00—Medicinal preparations characterised by special physical form
- A61K9/08—Solutions
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82B—NANOSTRUCTURES FORMED BY MANIPULATION OF INDIVIDUAL ATOMS, MOLECULES, OR LIMITED COLLECTIONS OF ATOMS OR MOLECULES AS DISCRETE UNITS; MANUFACTURE OR TREATMENT THEREOF
- B82B3/00—Manufacture or treatment of nanostructures by manipulation of individual atoms or molecules, or limited collections of atoms or molecules as discrete units
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25C—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC PRODUCTION, RECOVERY OR REFINING OF METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25C1/00—Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of solutions
- C25C1/20—Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of solutions of noble metals
Abstract
Description
Изобретение относится к способам получения концентрированных растворов коллоидных частиц или наночастиц металлического серебра для использования его в препаратах и изделиях с широким спектром антимикробного, антивирусного и антигрибкового действия для применения в медицине, ветеринарии, а также для антисептической обработки операционных, хирургических инструментов, посуды, поверхностей в местах стесненного нахождения людей (метро, поезда, самолеты, стадионы), создания антисептических материалов и составов для обработки тканей, обуви, обеззараживания воды в походных условиях и т.д.The invention relates to methods for producing concentrated solutions of colloidal particles or metallic silver nanoparticles for use in preparations and products with a wide spectrum of antimicrobial, antiviral and antifungal effects for use in medicine, veterinary medicine, as well as for antiseptic treatment of operating, surgical instruments, utensils, surfaces places where people are constrained (metro, trains, airplanes, stadiums), the creation of antiseptic materials and compositions for processing fabrics, and decontamination of water in field conditions, etc.
С целью сокращения транспортных расходов целесообразно получать концентрированные растворы.In order to reduce transportation costs, it is advisable to obtain concentrated solutions.
Однако при получении концентрированных коллоидных растворов серебра известными способами происходит укрупнение частиц серебра, что приводит к снижению некоторых важных свойств подобных растворов, в частности их антисептических свойств. В связи с этим возникает задача получения концентрированных коллоидных растворов серебра, в которых исключен или существенно снижен указанный недостаток.However, upon receipt of concentrated colloidal solutions of silver by known methods, the aggregation of silver particles occurs, which leads to a decrease in some important properties of such solutions, in particular their antiseptic properties. In this regard, the problem arises of obtaining concentrated colloidal solutions of silver, in which this drawback is excluded or substantially reduced.
Известны способы получения коллоидного серебра, которые можно условно разделить на химические, электрохимические и связанные с воздействием различных видов излучения - гамма-излучения, ускоренных электронов с высокой энергией, импульсных электрических разрядов.Known methods for producing colloidal silver, which can be divided into chemical, electrochemical, and associated with the effects of various types of radiation - gamma radiation, accelerated electrons with high energy, pulsed electrical discharges.
В частности, известен способ получения коллоидных наночастиц серебра [RU №2602534, C01G 5/00, В82В 3/00, 20.11.2016], включающий растворение в воде полимера медицинского назначения и соли серебра, восстановление ионов серебра, в котором для восстановления ионов серебра полученный раствор подвергают электронно-лучевой обработке путем пропускания через него пучка ускоренных электронов в поглощенной дозе 5-30 килогрей.In particular, there is a known method for producing colloidal silver nanoparticles [RU # 2602534, C01G 5/00, В82В 3/00, 11/20/2016], which includes dissolving a medical grade polymer and a silver salt in water, reducing silver ions, in which to recover silver ions the resulting solution is subjected to electron beam treatment by passing through it a beam of accelerated electrons in an absorbed dose of 5-30 kilograms.
Недостатком этого способа является его относительно высокая сложность реализации, обусловленная тем, что требуется использование сложного и энергоемкого оборудования, в частности ускорителей электронов, требующих для обслуживания высококвалифицированных специалистов и специальных помещений для исключения влияния тормозного излучения на обслуживающий персонал. Кроме этого, при действии ускоренных электронов на водные растворы полимеров возможно протекание реакций радиолиза воды и деструкции полимера с образованием продуктов, влияние которых на живые организмы необходимо дополнительно исследовать.The disadvantage of this method is its relatively high complexity of implementation, due to the fact that it requires the use of complex and energy-intensive equipment, in particular electron accelerators, which require highly qualified specialists and special facilities for maintenance to eliminate the influence of bremsstrahlung on the operating personnel. In addition, under the action of accelerated electrons on aqueous solutions of polymers, reactions of water radiolysis and degradation of the polymer may occur with the formation of products whose effect on living organisms must be further investigated.
Известен также способ [RU №2147487, B22F 9/24, 20.04.2000], заключающийся в формировании обратно мицелярного раствора (дисперсии) и контролируемом восстановлении ионов серебра в мицеллах, при этом в качестве ионного серебра используют растворимые в воде соли серебра (нитрат, ацетат), а в качестве восстанавливающих агентов используют различные восстановители - формальдегид, гидразин, борогидрид, водород, гипофосфит, гидрохинон, тартрат, цитрат и другие.There is also known a method [RU # 2147487, B22F 9/24, 04/20/2000], which consists in forming a reverse mycelial solution (dispersion) and controlled reduction of silver ions in micelles, while silver-soluble salts of silver (nitrate, acetate), and as reducing agents they use various reducing agents — formaldehyde, hydrazine, borohydride, hydrogen, hypophosphite, hydroquinone, tartrate, citrate, and others.
Недостатком способа является относительно узкая область применения, так как получаемый раствор коллоидного серебра обладает высокой токсичностью, поскольку в растворе остаются нитрат- и ацетат-ионы, окисленные формы восстановителей, например муравьиная кислота и метанол, содержащийся в исходном формальдегиде, парабензохинон и хингидрон и остатки гидрохинона - при использовании гидрохинона и т.д. Другие восстановители также в процессе образуют продукты, которые повышают токсичность получаемых растворов коллоидного серебра и ограничивают область целевого продукта и, соответственно, способа его получения.The disadvantage of this method is a relatively narrow scope, since the resulting solution of colloidal silver has a high toxicity, since the solution contains nitrate and acetate ions, oxidized forms of reducing agents, such as formic acid and methanol, contained in the initial formaldehyde, parabenzoquinone and chinehydron and hydroquinone residues - when using hydroquinone, etc. Other reducing agents also in the process form products that increase the toxicity of the resulting solutions of colloidal silver and limit the scope of the target product and, accordingly, the method of its production.
Кроме того, известен способ получения наночастиц серебра в водной среде путем электрохимического анодного растворения металлического серебра [RU 2390344, А61K 33/38, C01G 5/00, В82В 3/00, 27.05.2010], который включает в себя растворение стабилизаторов в дистиллированной воде, помещение в полученный раствор анода, выполненного в виде серебряной пластины, и катода, выполненного в виде пластины из нержавеющей стали, и электрохимическое растворение анода при пропускании через раствор постоянного электрического тока.In addition, there is a method of producing silver nanoparticles in an aqueous medium by the electrochemical anodic dissolution of metallic silver [RU 2390344, А61K 33/38, C01G 5/00, В82В 3/00, 05/27/2010], which includes the dissolution of stabilizers in distilled water , placement in the resulting solution of the anode, made in the form of a silver plate, and the cathode, made in the form of a plate made of stainless steel, and the electrochemical dissolution of the anode by passing a direct electric current through the solution.
Недостатком этого способа также является относительно узкая область применения, так как получаемый раствор серебра обладает высокой токсичностью, поскольку в процессе электролиза из катода в раствор переходят ионы легирующих металлов, многие из которых канцерогены (хром, никель, кобальт и др.), и загрязняют раствор. Коллоидное серебро, обладая развитой поверхностью, частично будет представлено в окисленной форме, поэтому антисептические свойства этих растворов будут снижаться.The disadvantage of this method is also a relatively narrow scope, since the resulting silver solution is highly toxic, because in the process of electrolysis doping metal ions, many of which are carcinogens (chromium, nickel, cobalt, etc.), pass from the cathode into the solution and contaminate the solution . Colloidal silver, having a developed surface, will be partially presented in an oxidized form, therefore, the antiseptic properties of these solutions will decrease.
Помимо указанных выше, известен способ [CN 101225533 А, С25С 1/20, С25С 5/02, 23.07.2008], включающий электролиз в течение 50-60 минут раствора поливинилового спирта и нитрата серебра с использованием серебряных катода и анода, при этом для электролиза используют электроды из серебряного прута диаметром 4-6 мм и длиной от 90 до 110 мм, а в качестве полимера-стабилизатора используют поливиниловый спирт, причем в электролит добавляют нитрат серебра в концентрации 20-60 мг на 1000 мл (0,002-0,006 мас. %).In addition to the above, there is a known method [CN 101225533 A, C25C 1/20, C25C 5/02, 23.07.2008], which includes electrolysis of a solution of polyvinyl alcohol and silver nitrate within 50-60 minutes using a silver cathode and anode, while electrolysis using electrodes of silver rod with a diameter of 4-6 mm and a length of 90 to 110 mm, and polyvinyl alcohol is used as a stabilizer polymer, and silver nitrate is added to the electrolyte at a concentration of 20-60 mg per 1000 ml (0.002-0.006 wt. %).
Этот способ также отличается относительно узкой областью применения, так как раствор нитрата серебра обладает высокой токсичностью, что ограничивает область целевого продукта и, соответственно, способа его получения. Кроме того, способ характеризуется относительно небольшой производительностью и невозможностью получения концентрированных растворов коллоидного серебра. Дополнительно следует отметить, что водные растворы поливинилового спирта (ПВС) нестабильны при хранении и, кроме этого, в процессе электролиза ПВС может деструктировать с образованием мономера - винилового спирта и свободных ацетатных групп, также обладающих токсичностью по отношению к живым организмам.This method also has a relatively narrow scope, as the silver nitrate solution is highly toxic, which limits the scope of the target product and, accordingly, its preparation. In addition, the method is characterized by relatively low productivity and the inability to obtain concentrated solutions of colloidal silver. Additionally, it should be noted that aqueous solutions of polyvinyl alcohol (PVA) are unstable during storage and, in addition, during electrolysis, PVA can be destructed with the formation of monomer - vinyl alcohol and free acetate groups, which are also toxic to living organisms.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ получения коллоидного раствора наносеребра [RU 2456356 C1, С22В 11/00, С25С 1/20, В82В 3/00, 20.07.2012], включающий электрохимическое растворение серебра в деионизированной воде, причем электрохимическому растворению подвергают серебро в виде мелкодисперсного порошка серебра с химической чистотой 99,999% и размерами наночастиц до 100 нм и проводят его в электролизере, содержащем корпус, выполненный из химически нейтрального материала, внутри которого расположены электроды, представляющие собой выполненные из химически нейтрального материала емкости, в которые помещают от 100 до 150 г мелкодисперсного порошка серебра, и посредством проводника, находящегося в химически нейтральной оболочке, подают постоянное напряжение от 30 до 45 В посредством источника питания постоянного тока, в условиях циклического изменения полярности напряжения каждые 2 ч, и механического перемешивания раствора 2 раза в сутки, до достижения в коллоидном растворе концентрации серебра от 5,0 до 100,0 мг/л, при этом доля наночастиц металлического серебра составляет от 5 до 90% от общей концентрации серебра в растворе, доля наночастиц размером от 2 до 15 нм составляет от 65 до 85% от общего объема наночастиц металлического серебра в растворе, доля наночастиц размером от 15 до 35 нм составляет соответственно от 15 до 35%, оставшуюся долю в общей концентрации серебра в растворе составляют ионы серебра.The closest in technical essence and the achieved result is a method of obtaining a colloidal solution of nano-silver [RU 2456356 C1, C22B 11/00, С25С 1/20, В82В 3/00, 20.07.2012], which includes the electrochemical dissolution of silver in deionized water, and electrochemical dissolution silver is exposed in the form of fine silver powder with a chemical purity of 99.999% and nanoparticle sizes up to 100 nm and is carried out in an electrolyzer containing a body made of a chemically neutral material, inside which are located electrodes, Containers made of chemically neutral material, into which from 100 to 150 g of fine silver powder are placed, and through a conductor in a chemically neutral shell, a constant voltage of 30 to 45 V is supplied by means of a DC power supply under conditions of a cyclic change of polarity voltage every 2 hours, and mechanical mixing of the solution 2 times a day, until a silver concentration in the colloidal solution reaches from 5.0 to 100.0 mg / l, while the proportion of metallic nanoparticles silver is from 5 to 90% of the total concentration of silver in the solution, the proportion of nanoparticles ranging in size from 2 to 15 nm is from 65 to 85% of the total volume of metallic silver nanoparticles in solution, the proportion of nanoparticles ranging in size from 15 to 35 nm is respectively 15 to 35%, the remaining fraction in the total concentration of silver in the solution is silver ions.
Особенностью способа является то, что механическое перемешивание раствора производят посредством контактирующих с раствором средств, выполненных из химически нейтральных материалов, подачу напряжения на серебро в виде мелкодисперсного порошка производят с помощью проводников в химически нейтральной оболочке, пропущенных в электролизер, и дополнительно проводят фильтрование коллоидного раствора, характеризующегося тем, что он содержит деионизированную воду, наночастицы металлического серебра и имеет концентрацию серебра от 5,0 до 100,0 мг/л, при этом доля наночастиц металлического серебра составляет от 5 до 90% от общей концентрации серебра в растворе, доля наночастиц размером от 2 до 15 нм составляет от 65 до 85% от общего объема наночастиц металлического серебра в растворе, доля наночастиц размером от 15 до 35 нм составляет соответственно от 15 до 35%, оставшуюся долю в общей концентрации серебра в растворе составляют ионы серебра.The peculiarity of the method is that mechanical mixing of the solution is carried out by means of chemical materials that are in contact with the solution, voltage is applied to silver in the form of fine powder by means of conductors in a chemically neutral shell passed to the electrolyzer, and the colloidal solution is additionally filtered, characterized in that it contains deionized water, metallic silver nanoparticles and has a silver concentration of 5.0 to 10 0.0 mg / l, while the proportion of metallic silver nanoparticles is from 5 to 90% of the total concentration of silver in the solution, the proportion of nanoparticles ranging in size from 2 to 15 nm is from 65 to 85% of the total volume of metallic silver nanoparticles in solution, nanoparticles ranging in size from 15 to 35 nm, respectively, from 15 to 35%, the remaining proportion in the total concentration of silver in solution is made by silver ions.
Недостатком наиболее близкого технического решения является его относительно высокая сложность, обусловленная тем, что в процессе электролиза для материала электродов используют порошок серебра достаточно высокой степени дисперсности и высокой чистоты, который необходимо предварительно получить, подобрать для него оболочку и обеспечить условия для равномерного подвода напряжения к мелкодисперсному порошку серебра, что представляет собой сложную инженерную задачу. Поэтому, несмотря на кажущуюся простоту способа, его практическое осуществление является сложным. Кроме того, наиболее близкое техническое решение характеризуется относительно низкой производительностью и относительно низкой экономичностью, поскольку стоимость полученного коллоидного раствора серебра получается высокой.The disadvantage of the closest technical solution is its relatively high complexity, due to the fact that in the electrolysis process for the material of the electrodes silver powder is used of a sufficiently high degree of dispersion and high purity, which must be obtained beforehand, pick up a shell for it and provide conditions for uniform voltage supply to the fine silver powder, which is a complex engineering challenge. Therefore, despite the seeming simplicity of the method, its practical implementation is difficult. In addition, the closest technical solution is characterized by relatively low productivity and relatively low economy, since the cost of the colloidal silver solution obtained is high.
Задачей изобретения является создание простого в исполнении, высокопроизводительного и экономичного способа получения концентрированных стабильных нетоксичных коллоидных растворов серебра.The objective of the invention is to create a simple, high-performance and cost-effective way to obtain concentrated stable non-toxic colloidal solutions of silver.
Требуемый технический результат заключается в упрощении способа, повышении производительности и экономичности.The required technical result is to simplify the method, increase productivity and efficiency.
Поставленная задача решается, а требуемый технический результат достигается тем, что в способе, заключающемся в электрохимическом растворении серебра в условиях циклического изменения полярности напряжения и перемешивания, согласно изобретению электрохимическое растворение серебра проводят в дистиллированной воде, в которую качестве стабилизатора и для создания начальной электропроводности вводят вещество из группы простых моно- или дисахаридов в количестве, обеспечивающем концентрацию 1-3 г/л, а серебро для электрохимического растворения используют в виде пластин чистого серебра с содержанием 99,9-99,99%.The problem is solved, and the required technical result is achieved by the fact that, according to the invention, in the method of electrochemical dissolution of silver under conditions of cyclical reversal of polarity of voltage and mixing, silver is dissolved in distilled water, in which the substance is introduced as a stabilizer and to create the initial conductivity from the group of simple mono- or disaccharides in an amount that provides a concentration of 1-3 g / l, and silver for the electrochemical Vorenus used in the form of plates with pure silver content of 99.9-99.99%.
Кроме того, требуемый технический результат достигается тем, что в качестве веществ из группы простых моно- или дисахаридов используют относящиеся к альдоспиртам триозы, тетрозы, пентозы, гексозы или глицеральдегиды.In addition, the required technical result is achieved by using aldosprites of triose, tetroses, pentoses, hexoses or glyceraldehydes as substances from the group of simple mono- or disaccharides.
Кроме того, требуемый технический результат достигается тем, что в дистиллированную воду для повышения исходной электропроводности вводят «затравку» в виде коллоидного раствора серебра с концентрацией серебра 35-40 мг/л в количестве 1-6% от исходного количества дистиллированной воды.In addition, the required technical result is achieved by introducing a “seed” in distilled water to increase the initial conductivity in the form of a colloidal silver solution with a silver concentration of 35–40 mg / l in an amount of 1–6% of the initial amount of distilled water.
Кроме того, требуемый технический результат достигается тем, что электрохимическое растворение серебра проводят при начальном напряжении 10-12 В и плотности тока на электродах 45-65 А/м2 в течение от 4-8 до 80 часов.In addition, the required technical result is achieved by the fact that the electrochemical dissolution of silver is carried out at an initial voltage of 10-12 V and a current density on the electrodes of 45-65 A / m 2 for 4-8 to 80 hours.
Кроме того, требуемый технический результат достигается тем, что циклическое изменение полярности напряжения производят с периодом в 15 минут.In addition, the required technical result is achieved by the fact that a cyclic change in the polarity of the voltage is produced with a period of 15 minutes.
Предложенный способ получения концентрированного раствора коллоидного серебра реализуется следующим образом.The proposed method of obtaining a concentrated solution of colloidal silver is implemented as follows.
Предварительно в дистиллированную воду вводят вещество из группы простых моно- или дисахаридов в количестве, обеспечивающем концентрацию 1-3 г/л, которое выполняет функцию качестве стабилизатора и создания начальной электропроводности. Меньшая концентрация может не обеспечить требуемую функцию, а большая - является излишней и не улучшает качество раствора. В качестве вещества из группы простых моно- или дисахаридов могут быть использованы вещества, относящиеся к альдоспиртам: триозы, тетрозы, пентозы, гексозы или глицеральдегиды.Pre-distilled water is injected with a substance from the group of simple mono- or disaccharides in an amount that provides a concentration of 1-3 g / l, which serves as a stabilizer and the creation of the initial conductivity. A lower concentration may not provide the desired function, and a large one is unnecessary and does not improve the quality of the solution. As a substance from the group of simple mono- or disaccharides, substances related to the aldospirit can be used: triose, tetrose, pentose, hexose or glyceraldehydes.
Для повышения исходной электропроводности в дистиллированную воду может быть введена «затравка» в виде коллоидного раствора серебра с концентрацией серебра 35-40 мг/л в количестве 1-6% от исходного количества дистиллированной воды. Меньшая концентрация и меньшее количество может не обеспечить требуемый эффект, а большие являются излишними. Далее производят электрохимическое растворение серебра, которое используют в виде пластин чистого серебра с содержанием 99,9-99,99%, в условиях циклического изменения полярности напряжения и перемешивания. Электрохимическое растворение серебра проводят при начальном напряжении 10-12 В и плотности тока на электродах 45-65 А/м2 в течение от 4-8 до 80 часов, а циклическое изменение полярности напряжения производят с периодом в 15 минут.To increase the initial conductivity in distilled water, a “seed” can be introduced in the form of a colloidal silver solution with a silver concentration of 35–40 mg / l in an amount of 1–6% of the initial amount of distilled water. Lower concentrations and lower amounts may not provide the desired effect, and larger ones are unnecessary. Next, produce an electrochemical dissolution of silver, which is used in the form of plates of pure silver with a content of 99.9-99.99%, under conditions of cyclical reversal of the voltage polarity and mixing. Electrochemical dissolution of silver is carried out at an initial voltage of 10–12 V and a current density at the electrodes of 45–65 A / m 2 for 4–8 to 80 hours, and the cyclic polarity of the voltage is produced with a period of 15 minutes.
Примеры осуществления способа получения концентрированного раствора коллоидного серебраExamples of the method of obtaining a concentrated solution of colloidal silver
Пример 1.Example 1
В электролитическую ванну из полимерного материала объемом 45 л заливают дистиллированную воду 35 л, в которой растворяют 35 г дисахарида, добавляют «затравку» 0,35 л коллоидного раствора серебра, концентрация серебра 35-40 мг/л, размещают 2 пластины из серебра (99,99%) размером 170×190×1 мм (катод и анод) и проводят процесс при начальном напряжении 10 В и плотности тока на электродах 45-47 А/м2 в течение 8 часов при постоянном перемешивании, при этом полярность электродов - катода и анода меняют через 15 минут. Катод и анод располагают на расстоянии 7-12 мм. Через 8 часов в электролитической ванне нарабатывается раствор серебра - концентрацией 35-40 мг/л.Distilled water of 35 liters is poured into an electrolytic bath of polymeric material with a volume of 45 l, in which 35 g of disaccharide is dissolved, a “seed” of 0.35 l of a colloidal silver solution is added, silver concentration is 35–40 mg / l, 2 plates of silver are placed (99 , 99%) measuring 170 × 190 × 1 mm (cathode and anode) and carry out the process at an initial voltage of 10 V and current density on the electrodes 45-47 A / m 2 for 8 hours with constant stirring, while the polarity of the electrodes is the cathode and the anode is changed after 15 minutes. The cathode and the anode is placed at a distance of 7-12 mm. After 8 hours, a silver solution is produced in the electrolytic bath at a concentration of 35-40 mg / l.
Пример 2.Example 2
В электролитическую ванну из полимерного материала объемом 45 л заливают дистиллированную воду 35 л, в которой растворяют 70 г дисахарида, добавляют «затравку» 0,7 л коллоидного раствора серебра, концентрация серебра 35-40 мг/л, размещают 2 пластины из серебра (99,99%) размером 170×190×1 мм (катод и анод) и проводят процесс при начальном напряжении 11 В и плотности тока на электродах 50-55 А/м2 в течение 6 часов при постоянном перемешивании, при этом полярность электродов - катода и анода меняют через 15 минут. Через 6 часов в электролитической ванне нарабатывается раствор серебра концентрацией 35-40 мг/л.Distilled water of 35 liters is poured into an electrolytic bath of polymeric material with a volume of 45 l, in which 70 g of disaccharide is dissolved, a “seed” of 0.7 l of colloidal silver solution is added, silver concentration is 35–40 mg / l, 2 plates of silver are placed (99 , 99%) measuring 170 × 190 × 1 mm (cathode and anode) and carry out the process at an initial voltage of 11 V and a current density on the electrodes of 50-55 A / m 2 for 6 hours with constant stirring, while the polarity of the electrodes is the cathode and the anode is changed after 15 minutes. After 6 hours, a silver solution with a concentration of 35–40 mg / l is produced in the electrolytic bath.
Пример 3.Example 3
В электролитическую ванну из полимерного материала объемом 45 л заливают дистиллированную воду 35 л, в которой растворяют 105 г дисахарида, добавляют «затравку» 2,1 л коллоидного раствора серебра, концентрация серебра 35-40 мг/л, размещают 2 пластины из серебра (99,99%) размером 170×190×1 мм (катод и анод) и проводят процесс при начальном напряжении 12 В и плотности тока на электродах 60-62 А/м2 в течение 4,5 часов при постоянном перемешивании, при этом полярность электродов - катода и анода меняют через 15 минут. Катод и анод располагают на расстоянии 7-12 мм. Через 4,5 часа в электролитической ванне нарабатывается раствор серебра концентрацией 35-40 мг/л.Distilled water of 35 liters is poured into an electrolytic bath of polymeric material with a volume of 45 l, in which 105 g of the disaccharide is dissolved, a seed of 2.1 l of a colloidal silver solution is added, silver concentration is 35–40 mg / l, 2 plates of silver are placed (99 , 99%) measuring 170 × 190 × 1 mm (cathode and anode) and carry out the process at an initial voltage of 12 V and a current density on the electrodes of 60-62 A / m 2 for 4.5 hours with constant stirring, while the polarity of the electrodes - the cathode and the anode are changed after 15 minutes. The cathode and the anode is placed at a distance of 7-12 mm. After 4.5 hours, a silver solution with a concentration of 35–40 mg / l is produced in the electrolytic bath.
Пример 4.Example 4
В электролитическую ванну из полимерного материала объемом 45 л заливают дистиллированную воду 35 л, в которой растворяют 35 г глицеральдегида, добавляют «затравку» 0,35 л коллоидного раствора серебра, концентрация серебра 35-40 мг/л, размещают 2 пластины из серебра (99,99%) размером 170×190×1 мм и проводят процесс при начальном напряжении 11 В и плотности тока на электродах 50-55 А/м2 в течение 9 часов при постоянном перемешивании, при этом полярность электродов - катода и анода меняется через 15 минут. Катод и анод располагают на расстоянии 7-12 мм. Через 9 часов в электролитической ванне нарабатывается раствор серебра концентрацией 35-40 мг/л.Distilled water of 35 liters is poured into an electrolytic bath of polymeric material with a volume of 45 l, in which 35 g of glyceraldehyde is dissolved, a “seed” of 0.35 l of a colloidal silver solution is added, silver concentration is 35–40 mg / l, 2 plates of silver are placed (99 , 99%) 170 × 190 × 1 mm in size and carry out the process at an initial voltage of 11 V and a current density on the electrodes of 50-55 A / m 2 for 9 hours with constant stirring, while the polarity of the electrodes - the cathode and the anode changes after 15 minutes The cathode and the anode is placed at a distance of 7-12 mm. After 9 hours, a silver solution with a concentration of 35–40 mg / l is produced in the electrolytic bath.
Пример 5.Example 5
В электролитическую ванну из полимерного материала объемом 45 л заливают дистиллированную воду 35 л, в которой растворяют 105 г дисахарида, добавляют «затравку» 2,1 л коллоидного раствора серебра, концентрация серебра 35-40 мг/л, размещают 2 пластины из серебра (99,99%) размером 170×190×1 мм (катод и анод) и проводят процесс при начальном напряжении 12 В и плотности тока на электродах 60-62 А/м2 в течение 80 часов при постоянном перемешивании, при этом полярность электродов - катода и анода меняют через 15 минут. Катод и анод располагают на расстоянии 7-12 мм. Через 80 часов в электролитической ванне нарабатывается раствор серебра концентрацией 350-400 мг/л.Distilled water of 35 liters is poured into an electrolytic bath of polymeric material with a volume of 45 l, in which 105 g of the disaccharide is dissolved, a seed of 2.1 l of a colloidal silver solution is added, silver concentration is 35–40 mg / l, 2 plates of silver are placed (99 , 99%) measuring 170 × 190 × 1 mm (cathode and anode) and carry out the process at an initial voltage of 12 V and current density on the electrodes 60-62 A / m 2 for 80 hours with constant stirring, while the polarity of the electrodes is the cathode and the anode is changed after 15 minutes. The cathode and the anode is placed at a distance of 7-12 mm. After 80 hours, a silver solution with a concentration of 350-400 mg / l is produced in the electrolytic bath.
К особенностям получения раствора серебра предложенным способам можно отнести.The features of obtaining a solution of silver proposed methods can be attributed.
Использование дисахарида и других веществ из класса низших альдоспиртов, которые относятся к классу углеводов и не являются токсичными, широко используются в кулинарии и медицине (например, растворы глюкозы) и дают возможность получать концентрированные стабильные коллоидные растворы серебра, которые при хранении в темноте в течение месяца и более сохраняли исходную коллоидную структуру, в то время как без стабилизатора происходило укрупнение частиц серебра и выпадение их в осадок. Наличие альдегидной группы в составе альдоспиртов способствует восстановлению нестехиометрических оксидов серебра на поверхности коллоидных частиц серебра, что также стабилизирует систему. Концентрация дисахарида менее 1% не обеспечивает полной стабильности раствора - через месяц выдержки растворов в темноте происходит частичное выпадения серебра в осадок. Этот же процесс происходит при увеличении концентрации дисахарида более 3%, хотя, вероятно, механизм укрупнения частиц серебра другой.The use of disaccharide and other substances from the class of lower aldo-alcohol, which belong to the class of carbohydrates and are not toxic, are widely used in cooking and medicine (for example, glucose solutions) and make it possible to obtain concentrated stable colloidal solutions of silver, which, when stored in the dark for a month and more retained the original colloidal structure, while without stabilizer there was an enlargement of silver particles and their precipitation. The presence of the aldehyde group in the composition of aldospirat promotes the recovery of non-stoichiometric silver oxides on the surface of colloidal silver particles, which also stabilizes the system. A disaccharide concentration of less than 1% does not ensure complete stability of the solution — after a month of keeping the solutions in the dark, a partial precipitation of silver occurs. The same process occurs with an increase in the disaccharide concentration of more than 3%, although, probably, the mechanism of aggregation of silver particles is different.
Введение «затравки» из коллоидного серебра (концентрация серебра 35-40 мг/л) - 1-6% обеспечивает быстрый выход электролиза на рабочий режим. Электропроводность используемой дистиллированной воды составляет 4,8-5 мкСм/см, а стабильный процесс электролитического растворения серебра начинает протекать при электропроводности мкСм/см - 25-50 мкСм/см, поэтому при отсутствии «затравки» время выхода на режим составляет не менее 2 часов, что не только увеличивает время наработки коллоидного раствора серебра заданной концентрации, но и увеличивает энергозатраты. При введении «затравки» через час работы электропроводность достигает значения 60-80 мкСм/см. Концентрация «затравки» 1-6% от массы дистиллированной воды в электролитической ванне является оптимальной. При концентрации менее 1% время выхода процесса на режим увеличивается. Увеличение концентрации затравки выше 6% экономически нецелесообразно. Электропроводность готового раствора концентрацией 35-40 мг/л составляет 90-100 мкСм/м.The introduction of the "seed" of colloidal silver (silver concentration of 35-40 mg / l) - 1-6% provides a quick release of electrolysis to the operating mode. The electrical conductivity of distilled water used is 4.8-5 µS / cm, and a stable electrolytic dissolution of silver begins to occur when the electrical conductivity µS / cm is 25-50 µS / cm, therefore, in the absence of "seed", the time to reach the mode is at least 2 hours , which not only increases the operating time of a colloidal solution of silver of a given concentration, but also increases energy consumption. With the introduction of the "seed" after an hour of work, the electrical conductivity reaches a value of 60-80 µS / cm. The concentration of the "seed" 1-6% by weight of distilled water in the electrolytic bath is optimal. At a concentration of less than 1%, the time the process takes to the regime increases. Increasing the seed concentration above 6% is not economically feasible. The conductivity of the finished solution with a concentration of 35-40 mg / l is 90-100 µS / m.
При осуществлении способа следует контролировать начальное напряжение на электродах 10-12 В и плотности тока на электродах 45-65 А/м2, поскольку на протяжении процесса происходит постоянное его изменение, связанное с состоянием поверхности электродов (пластин серебра), изменением величины двойного электрического слоя на поверхности электродов.When implementing the method, the initial voltage on the electrodes 10-12 V and the current density on the electrodes 45-65 A / m 2 should be monitored, because during the process there is a constant change associated with the state of the surface of the electrodes (silver plates), changing the size of the electrical double layer on the surface of the electrodes.
Основной величиной, определяющей процесс электролитического растворения серебра, является плотность тока на электродах. При плотности тока меньше 50 А/м2 процесс протекает очень медленно, а при плотности тока больше 62 А/м2 происходят процессы, которые ухудшают качество коллоидных растворов, а именно: возрастает доля частиц, имеющих размеры 150-200 мкм, которые выпадают в осадок, увлекают с собой более мелкие частицы, т.е. необратимо разрушают коллоидную систему. При этом биологическая активность (антибактериальная, антивирусная, противогрибковая) растворов существенно снижается.The main quantity that determines the process of electrolytic dissolution of silver is the current density at the electrodes. When the current density is less than 50 A / m 2, the process proceeds very slowly, and when the current density is more than 62 A / m 2 , processes occur that degrade the quality of colloidal solutions, namely: the proportion of particles having a size of 150-200 microns that fall in sediment, carry with them smaller particles, i.e. irreversibly destroy the colloidal system. At the same time, the biological activity (antibacterial, antiviral, antifungal) of the solutions is significantly reduced.
Полученные коллоидные растворы серебра (примеры 1) исходной концентрации 35-40 мг/л были разбавлены в 100 раз (концентрация 0,035 мг/л) и проверены их антибактериальные и антисептические свойства.The resulting colloidal solutions of silver (examples 1) of the initial concentration of 35-40 mg / l were diluted 100 times (concentration of 0.035 mg / l) and their antibacterial and antiseptic properties were tested.
Проверку проводили в испытательной лаборатории федерального государственного бюджетного учреждения здравоохранения «Центр гигиены и эпидемиологии №81» федерального медико-биологического агентства России.The test was carried out in the testing laboratory of the Federal State Budgetary Institution of Health "Center for Hygiene and Epidemiology No. 81" of the Federal Medical-Biological Agency of Russia.
Результаты представлены в таблице 1 (согласно протоколу испытаний №225 от 06 февраля 2017 г.). Время экспозиции 20 мин.The results are presented in Table 1 (according to test report No. 2225 dated February 6, 2017). Exposure time 20 min.
Таким образом, в предложенном способе достигается требуемый технический результат, заключающийся в его упрощении, повышении производительности и экономичности, при одновременном повышении безопасности применения целевого продукта вследствие получения нетоксичного раствора.Thus, the proposed method achieves the required technical result, which consists in simplifying it, increasing productivity and efficiency, while at the same time increasing the safety of the application of the target product due to the preparation of a non-toxic solution.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017125873A RU2659381C1 (en) | 2017-07-19 | 2017-07-19 | Method for obtaining concentrated colloid silver solution |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017125873A RU2659381C1 (en) | 2017-07-19 | 2017-07-19 | Method for obtaining concentrated colloid silver solution |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2659381C1 true RU2659381C1 (en) | 2018-06-29 |
Family
ID=62815217
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017125873A RU2659381C1 (en) | 2017-07-19 | 2017-07-19 | Method for obtaining concentrated colloid silver solution |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2659381C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2738812C2 (en) * | 2018-12-12 | 2020-12-17 | Николай Николаевич Остроухов | Method of producing a colloidal solution of silver and a colloidal solution |
| RU206365U1 (en) * | 2020-06-11 | 2021-09-08 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московская государственная академия ветеринарной медицины и биотехнологии - МВА имени К.И. Скрябина" (ФГБОУ ВО МГАВМиБ - МВА имени К.И. Скрябина) | ELECTROLYTIC GENERATOR OF COLLOIDAL NANOSILVER INTEGRATED INTO AN INJECTION SYRINGE |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100763036B1 (en) * | 2006-10-23 | 2007-10-04 | (주)바이오니아 | A method for preparation of silver nano colloid controlling particle size |
| RU2008127628A (en) * | 2008-07-09 | 2010-01-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное объединение "Ликом" (RU) | METHOD FOR PRODUCING SILVER NANOPARTICLES IN AQUATIC ENVIRONMENT |
| RU2456356C1 (en) * | 2011-04-29 | 2012-07-20 | Борис Сергеевич Кустов | Nanosilver colloidal solution and preparation method thereof |
| RU2015131414A (en) * | 2015-07-29 | 2017-02-03 | Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Государственный Ордена Трудового Красного Знамени Научно-Исследовательский Институт Химических Реактивов И Особо Чистых Химических Веществ" | COLLOIDAL SOLUTION OF NANOSILVER IN ETHYLENE GLYCOL AND METHOD FOR ITS PRODUCTION |
-
2017
- 2017-07-19 RU RU2017125873A patent/RU2659381C1/en active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100763036B1 (en) * | 2006-10-23 | 2007-10-04 | (주)바이오니아 | A method for preparation of silver nano colloid controlling particle size |
| RU2008127628A (en) * | 2008-07-09 | 2010-01-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное объединение "Ликом" (RU) | METHOD FOR PRODUCING SILVER NANOPARTICLES IN AQUATIC ENVIRONMENT |
| RU2456356C1 (en) * | 2011-04-29 | 2012-07-20 | Борис Сергеевич Кустов | Nanosilver colloidal solution and preparation method thereof |
| RU2015131414A (en) * | 2015-07-29 | 2017-02-03 | Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Государственный Ордена Трудового Красного Знамени Научно-Исследовательский Институт Химических Реактивов И Особо Чистых Химических Веществ" | COLLOIDAL SOLUTION OF NANOSILVER IN ETHYLENE GLYCOL AND METHOD FOR ITS PRODUCTION |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| ВИШНЯКОВА Е.А. и др. Определение условий образования наночастиц серебра при восстановлении глюкозой в водных растворах, Journal of Siberian Federal University. Chemistry 1, 2009, N 2, с.48-55. * |
| ВИШНЯКОВА Е.А. и др. Определение условий образования наночастиц серебра при восстановлении глюкозой в водных растворах, Journal of Siberian Federal University. Chemistry 1, 2009, N 2, с.48-55. О.В.МОСИН "Продукт нанотехнологии - коллоидное наносеребро" на сайте (http://www.sciteclibrary.ru/rus/catalog/pages/9151.html, стр.1, 9-10, опубликовано 07.07.2008). Мосин Олег Викторович, Игнатов Игнат. Коллоидное серебро в бионанотехнологии // Биотехносфера, 2012, 5-6 (23-24), с. 49-55. * |
| О.В.МОСИН "Продукт нанотехнологии - коллоидное наносеребро" на сайте (http://www.sciteclibrary.ru/rus/catalog/pages/9151.html, стр.1, 9-10, опубликовано 07.07.2008). Мосин Олег Викторович, Игнатов Игнат. Коллоидное серебро в бионанотехнологии // Биотехносфера, 2012, 5-6 (23-24), с. 49-55. * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2738812C2 (en) * | 2018-12-12 | 2020-12-17 | Николай Николаевич Остроухов | Method of producing a colloidal solution of silver and a colloidal solution |
| RU206365U1 (en) * | 2020-06-11 | 2021-09-08 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московская государственная академия ветеринарной медицины и биотехнологии - МВА имени К.И. Скрябина" (ФГБОУ ВО МГАВМиБ - МВА имени К.И. Скрябина) | ELECTROLYTIC GENERATOR OF COLLOIDAL NANOSILVER INTEGRATED INTO AN INJECTION SYRINGE |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Kesharwani et al. | Phytofabrication of silver nanoparticles by leaf extract of Datura metel: hypothetical mechanism involved in synthesis | |
| Murray et al. | Shape-and size-selective electrochemical synthesis of dispersed silver (I) oxide colloids | |
| Abudabbus et al. | Biological activity of electrochemically synthesized silver doped polyvinyl alcohol/graphene composite hydrogel discs for biomedical applications | |
| RU2456356C1 (en) | Nanosilver colloidal solution and preparation method thereof | |
| Abudabbus et al. | In situ electrochemical synthesis of silver-doped poly (vinyl alcohol)/graphene composite hydrogels and their physico-chemical and thermal properties | |
| CN111248224B (en) | Preparation method and antibacterial activity test method of antibacterial agent based on MXene quantum dots | |
| RU2659381C1 (en) | Method for obtaining concentrated colloid silver solution | |
| JP3569270B2 (en) | Colloid-containing electrolytic reduced water and method for producing the same | |
| Zhang et al. | Electrodeposition of Cu-Pd alloys onto electrophoretic deposited carbon nanotubes for nitrate electroreduction | |
| Sundaresan et al. | Sonochemical synthesis of samarium tungstate nanoparticles for the electrochemical detection of nilutamide | |
| Zezin et al. | Controlled radiation-chemical synthesis of metal polymer nanocomposites in the films of interpolyelectrolyte complexes: Principles, prospects and implications | |
| Peng et al. | Green synthesis of nano-silver–titanium nanotube array (Ag/TNA) composite for concurrent ibuprofen degradation and hydrogen generation | |
| He et al. | Photoelectrocatalytic simultaneous removal of 17α-ethinylestradiol and E. coli using the anode of Ag and SnO2-Sb 3D-loaded TiO2 nanotube arrays | |
| JP6090773B2 (en) | Method for producing alloy nanoparticles | |
| JP2005199267A (en) | Metal carrier and method for manufacturing the same | |
| Lin et al. | Construction of a novel efficient Z-scheme BiVO4/EAQ heterojunction for the photocatalytic inactivation of antibiotic-resistant pathogens: Performance and mechanism | |
| Xu et al. | Facile synthesis of CNT/AgI with enhanced photocatalytic degradation and antibacterial ability | |
| Kuntyi et al. | Sonoelectrochemical synthesis of silver nanoparticles in sodium polyacrylate solution | |
| Ji et al. | Hydrophobic Ce-doped β-PbO2-SDS anode achieving synergistic effects for enhanced electrocatalytic oxidation of As (III) | |
| Alenad et al. | Visible light driven Ni doped hematite for photocatalytic reduction of noxious methylene blue | |
| CN114410039B (en) | Antibacterial film with PVDF-HFP as substrate blended with nano filler, and preparation method and application thereof | |
| Chen et al. | Efficient and selective electro-reduction of nitrobenzene by the nano-structured Cu catalyst prepared by an electrodeposited method via tuning applied voltage | |
| Skiba et al. | The plasma-chemical formation of polysorbate 80-coated silver nanoparticles and composite materials for water treatment | |
| JP2012061418A (en) | Method for producing hydrogen-containing water | |
| Shepida et al. | Microplasma synthesis of antibacterial active silver nanoparticles in sodium polyacrylate solutions |