一種製備過氧化銀超細粉末的方法

2023-06-10 22:10:26 1

專利名稱：一種製備過氧化銀超細粉末的方法
技術領域：
本發明屬於超細無機氧化物粉末製備技術領域，具體涉及一種製備過氧化銀超細粉末的方法。
背景技術：
研究殺菌能力強、穩定性高、對人體安全無毒害作用、使細菌不產生抗藥性的殺菌 劑是殺菌材料研究的一個熱點課題。有機殺菌劑由於存在安全性(如毒副作用，某些單體甚 至有致癌作用)、耐熱性差、易分解和使用壽命短等問題而逐漸從實際應用中淡出。天然殺 菌劑由於受資源限制，應用推廣有一定困難。因此無機殺菌劑研究正在興起，主要集中在二 氧化鈦光催化劑以及納米銀、一價載銀殺菌材料。二氧化鈦的光催化效率低，而銀的殺菌作 用與自身的化合價態有關，價態越高殺菌能力越強。已有的研究結果表明高價的過氧化銀 具有極強的殺菌能力，高價過氧化銀的殺菌速度和殺菌效果均比一價氧化銀好。銀有多種氧化價態，主要為Ag ( I )、Ag (II)、Ag (III)，氧化態為+1價的銀化合物 比較常見，氧化態為+2和+3的銀化合物是少見或不穩定的化合物，AgO被認為是混合價態 化合物。過氧化銀(AgO)作為一種新型的無機功能材料，具有較強氧化性、電磁性質和電化 學活性，已經成功應用於淨水器、有機合成、超導體和高性能電池等領域。已有的製備過氧 化銀方法是採用強氧化劑過硫酸鉀或者溴水在強鹼性溶液中氧化硝酸銀或者氧化銀反應 製得，以及採用電解方法製備，這樣得到的過氧化銀主要存在粒徑較大、純度較低等問題。 而發明人為張鈺等人申請的發明專利(申請號200610000059. 6，專利名稱為「一種納米氧 化高銀的製備方法」，
公開日為2007年7月11日)，採用次氯酸鈉和氫氧化鈉混合溶液化學 氧化硝酸銀溶液製備的高純度的納米氧化銀，該專利要求反應溫度在5 35°C，反應的氫 氧化鈉濃度為20% 45%，由於氧化反應是放熱反應，這一反應必須藉助於冷卻系統才能實 現溫度控制；反應加入的氫氧化鈉量太大，因此反應過程複雜，排放的廢液中氫氧化鈉濃度 高，環境汙染嚴重。

發明內容
本發明目的是提供一種製備過氧化銀超細粉末的方法，通過臭氧氧化法製備超細 AgO粉末，解決了現有技術中存在的製備工藝複雜、製備出的過氧化銀粒徑大、純度低、穩定 性差、反應條件苛刻的問題。本發明所採用的技術方案是，一種製備過氧化銀超細粉末的方法，包括以下操作 步驟
步驟1，
預備濃度為0. IOmol/L 0. 20mol/L硝酸銀溶液和濃度為0. 6mol/L 5. 6mol/L的氫 氧化鈉溶液，硝酸銀溶液與氫氧化鈉溶液的體積比為4:1; 步驟2，
將硝酸銀溶液加熱至25V 55°C，在2000r/min的攪拌速度下，將氫氧化鈉溶液加入硝酸銀溶液中，得到混合溶液，該混合溶液中有析出的棕黃色活性Ag2O微晶； 步驟3，
在反應溫度控制在25 55°C的條件下，往析有Ag2O微晶的混合溶液中通入臭氧1 5 小時，得到黑色沉澱，過濾沉澱物得到AgO溼粉，用去離子水清洗AgO溼粉，再在70 100°C 條件下烘乾3 5小時，即得到乾燥的粒徑為200nm的過氧化銀粉末。本發明的有益效果是，通過該方法製備的AgO超細粉末，具有純度高、晶型完整、 粒徑小，操作工藝和製備設備簡單，無汙染物排放的優點。特別是，由於製備的AgO超細粉 末純度高、粒徑小使得殺菌效率高、殺菌速率快、殺菌劑用量小，經濟效益明顯，能夠做水處 理以及其他殺菌應用所需的殺菌劑，也可用於其它一些需要AgO的場合，如有機氧化合成、 銀電池材料等。


圖1是本發明方法製備的超細過氧化銀粉末採用島津XRD-7000S型X射線衍射儀 分析其晶體結構所得的XRD圖譜；
圖2是本發明方法製備的超細過氧化銀粉末採用JSM-6700FXIB型掃描電子顯微鏡對 其形貌、粒徑大小進行分析所得的SEM圖3是本發明方法製備的超細過氧化銀粉末採用CPY-2P型高溫差熱分析儀對其熱分 解過程進行研究所得的DTA曲線圖。
具體實施例方式下面結合附圖和具體實施方式
對本發明進行詳細說明。本發明提供的製備過氧化銀超細粉末的方法，包括以下操作步驟 步驟1，
預備濃度為0. IOmol/L 0. 20mol/L的硝酸銀溶液和濃度為0. 6mol/L 5. 6mol/L的 氫氧化鈉溶液，硝酸銀溶液與氫氧化鈉溶液的體積比為4:1; 步驟2，
將硝酸銀溶液移入三孔反應器中，加熱至25°C 55°C，同時啟動攪拌器，在2000r/min 的攪拌速度下，將氫氧化鈉溶液緩慢加入硝酸銀溶液中，得到混合溶液，該混合溶液中有析 出的棕黃色活性Ag2O微晶； 步驟3，
將析有Ag2O微晶的混合溶液移入氣液反應器中，在反應溫度控制在25 55°C的條件 下，通過臭氧發生器往氣液反應器中通入臭氧1 5h，得到黑色沉澱，過濾沉澱物得到AgO 溼粉，用去離子水清洗AgO溼粉，再在70 100°C條件下烘乾3 5小時，即得到乾燥的超 細過氧化銀粉末。通過上述製備方法，得到粒徑為200nm左右的AgO粉末；用亞錳離子法測定其純度 為 50% 89%ο本發明提供的製備AgO粉末的方法，通過在硝酸銀鹼性溶液中通入臭氧，臭氧與 一價銀離子發生氧化反應得到純度高、雜質離子少、無汙染的超細過氧化銀粉末。相比已有 的製備AgO的方法不僅工藝條件簡單、所需成本低、不排放汙染物，而且純度高，只要臭氧通入時間足夠長就可以得到具有高純度的超細AgO粉末。除此之外，本發明製備的AgO粉 末在常溫下具有很高的穩定性，當環境溫度升高到170°C時才開始緩慢分解失去氧形成+1 價的Ag2O,這表明本發明製備的超細AgO粉末在常溫下具有很高的穩定性。圖1是本發明方法製備的超細過氧化銀粉末採用島津XRD-7000S型X射線衍射儀 分析其晶體結構所得的XRD圖譜。測試使用Cu靶，管電壓為40kV，電流為30mA，掃描速度 10° /min，掃描角度範圍為20° 90°。將測試所得的XRD數據與JCPDS標準卡片進行對 比，發現該衍射圖與單斜晶系的AgO (PDF#43-1038)衍射圖匹配，因而確認製備的粉末是單 斜 AgO。圖2是本發明方法製備的超細過氧化銀粉末採用JSM-6700FXIB型掃描電子顯微 鏡對其形貌、粒徑大小進行分析所得的SEM圖。從圖中可以看出粉末具有短棒狀形貌，其大 部分顆粒的直徑在200nm左右。圖3是本發明方法製備的超細過氧化銀粉末採用CPY-2P型高溫差熱分析儀對其 熱分解過程進行研究所得的DTA曲線圖。從圖中可以看出製備的AgO粉末在常溫下具有很 高的穩定性，當環境溫度升高到170°C時才開始緩慢分解失去氧形成+1價的Ag2O,這表明 超細AgO在常溫下具有很高的穩定性。實施例1
將200mL的0. lOmol/L硝酸銀溶液加入500mL的三孔反應器中並置於恆溫水浴鍋中加 熱至25°C，同時啟動攪拌器，在2000r/min攪拌速度下，將50mL的0. 6mol/L的氫氧化鈉溶 液通過加料器慢慢加入硝酸銀溶液中，得到混合溶液，該混合溶液中有析出的棕黃色活性 Ag2O微晶。然後將析有Ag2O微晶的混合溶液移入氣液反應器中，在反應溫度控制在25°C的 條件下，通過臭氧發生器往氣液反應器中通入臭氧lh，得到黑色沉澱，過濾沉澱物得到AgO 溼粉，用去離子水清洗AgO溼粉，再在70°C條件下烘乾溼粉5小時，即得到乾燥的超細過氧 化銀粉末。經亞錳離子還原法分析測定所得產物中AgO的含量為50. 1%。實施例2
將200mL的0. 15mol/L硝酸銀溶液加入500mL的三孔反應器中並置於恆溫水浴鍋中加 熱至35°C，同時啟動攪拌器，在2000r/min攪拌速度下，將50mL的3. 6mol/L的氫氧化鈉溶 液通過加料器慢慢加入硝酸銀溶液中，得到混合溶液，該混合溶液中有析出的棕黃色活性 Ag2O微晶。然後將析有Ag2O微晶的混合溶液移入氣液反應器中，在反應溫度控制在35°C 的條件下，通過臭氧發生器往氣液反應器中通入臭氧3h，得到黑色的沉澱，過濾沉澱物得到 AgO溼粉，用去離子水清洗AgO溼粉，再在90°C條件下烘乾溼粉4小時，即得到乾燥的超細 過氧化銀粉末。經亞錳離子還原法分析測定所得產物中AgO的含量為72%。實施例3
將200mL的0. 2mol/L硝酸銀溶液加入500mL的三孔反應器中並置於恆溫水浴鍋中加 熱至55°C，同時啟動攪拌器，在2000r/min攪拌速度下，將50mL的5. 6mol/L的氫氧化鈉溶 液通過加料器慢慢加入硝酸銀溶液中，得到混合溶液，該混合溶液中有析出的棕黃色活性 Ag2O微晶。然後將析有Ag2O微晶的混合溶液移入氣液反應器中，在反應溫度控制在55°C 的條件下，通過臭氧發生器往氣液反應器中通入臭氧5h，得到黑色的沉澱，過濾沉澱物得到 AgO溼粉，用去離子水清洗AgO溼粉，然後在10(TC條件下烘乾得到的粉末3小時，即得到幹 燥的超細過氧化銀粉末。經亞錳離子還原法分析測定所得產品中AgO的含量為89%。
權利要求
一種製備過氧化銀超細粉末的方法，其特徵在於，包括以下操作步驟步驟1，預備濃度為0.10mol/L～0.20mol/L的硝酸銀溶液和濃度為0.6mol/L～5.6mol/L的氫氧化鈉溶液，硝酸銀溶液與氫氧化鈉溶液的體積比為41；步驟2，將硝酸銀溶液加熱至25℃～55℃，在2000r/min的攪拌速度下，將氫氧化鈉溶液加入硝酸銀溶液中，得到混合溶液，該混合溶液中有析出的棕黃色活性Ag2O微晶；步驟3，將反應溫度控制在25～55℃的條件下，往步驟2得到的析有Ag2O微晶的混合溶液中通入臭氧1～5小時，得到黑色沉澱，過濾沉澱物得到AgO溼粉，用去離子水清洗AgO溼粉，再在70～100℃條件下烘乾3～5小時，即得到乾燥的過氧化銀粉末。
全文摘要
本發明提供一種製備過氧化銀超細粉末的方法，先將硝酸銀溶液加熱至25℃～55℃，在2000r/min的攪拌速度下，將氫氧化鈉溶液加入硝酸銀溶液中，得到混合溶液，該混合溶液中有析出的棕黃色活性Ag2O微晶；再在反應溫度控制在25～55℃的條件下，往析有Ag2O微晶的混合溶液中通入臭氧1～5小時，得到黑色沉澱，過濾沉澱物得到AgO溼粉，用去離子水清洗AgO溼粉，再在70～100℃條件下烘乾3～5小時，即得到乾燥的粒徑為200nm的過氧化銀粉末。其優點是，通過該方法製備的AgO超細粉末，具有純度高、晶型完整、粒徑小，操作工藝和製備設備簡單，無汙染物排放的優點。
文檔編號C01G5/00GK101811724SQ20101015369
公開日2010年8月25日 申請日期2010年4月23日 優先權日2010年4月23日
發明者馮慧, 馮拉俊, 沈文寧 申請人:西安理工大學;陝西省動物研究所