PL242567B1 - Method of obtaining metal oxide-metal hybrid nanomaterials - Google Patents
Method of obtaining metal oxide-metal hybrid nanomaterials Download PDFInfo
- Publication number
- PL242567B1 PL242567B1 PL432386A PL43238619A PL242567B1 PL 242567 B1 PL242567 B1 PL 242567B1 PL 432386 A PL432386 A PL 432386A PL 43238619 A PL43238619 A PL 43238619A PL 242567 B1 PL242567 B1 PL 242567B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- mixture
- copper
- ions
- concentration
- metal
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 35
- 239000002086 nanomaterial Substances 0.000 title claims abstract description 13
- 239000002184 metal Substances 0.000 title claims abstract description 9
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 9
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 50
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 claims abstract description 35
- QPLDLSVMHZLSFG-UHFFFAOYSA-N Copper oxide Chemical compound [Cu]=O QPLDLSVMHZLSFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 33
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 30
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims abstract description 25
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims abstract description 20
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims abstract description 19
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 18
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 18
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 claims abstract description 15
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims abstract description 13
- 230000001603 reducing effect Effects 0.000 claims abstract description 12
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 239000004332 silver Substances 0.000 claims abstract description 11
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 claims abstract description 11
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- JPVYNHNXODAKFH-UHFFFAOYSA-N Cu2+ Chemical compound [Cu+2] JPVYNHNXODAKFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims abstract description 8
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 claims abstract description 7
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims abstract description 7
- 238000010924 continuous production Methods 0.000 claims abstract description 5
- 229910001431 copper ion Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 claims abstract description 5
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 claims abstract description 4
- FOIXSVOLVBLSDH-UHFFFAOYSA-N Silver ion Chemical compound [Ag+] FOIXSVOLVBLSDH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- SQGYOTSLMSWVJD-UHFFFAOYSA-N silver(1+) nitrate Chemical compound [Ag+].[O-]N(=O)=O SQGYOTSLMSWVJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- OPQARKPSCNTWTJ-UHFFFAOYSA-L copper(ii) acetate Chemical compound [Cu+2].CC([O-])=O.CC([O-])=O OPQARKPSCNTWTJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 8
- ONDPHDOFVYQSGI-UHFFFAOYSA-N zinc nitrate Chemical compound [Zn+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O ONDPHDOFVYQSGI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 6
- 230000001376 precipitating effect Effects 0.000 claims description 6
- 239000012266 salt solution Substances 0.000 claims description 6
- -1 silver ions Chemical class 0.000 claims description 5
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 4
- ARUVKPQLZAKDPS-UHFFFAOYSA-L copper(II) sulfate Chemical compound [Cu+2].[O-][S+2]([O-])([O-])[O-] ARUVKPQLZAKDPS-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 4
- LNTHITQWFMADLM-UHFFFAOYSA-N gallic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC(O)=C(O)C(O)=C1 LNTHITQWFMADLM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910001961 silver nitrate Inorganic materials 0.000 claims description 4
- QAIPRVGONGVQAS-DUXPYHPUSA-N trans-caffeic acid Chemical compound OC(=O)\C=C\C1=CC=C(O)C(O)=C1 QAIPRVGONGVQAS-DUXPYHPUSA-N 0.000 claims description 4
- TUSDEZXZIZRFGC-UHFFFAOYSA-N 1-O-galloyl-3,6-(R)-HHDP-beta-D-glucose Natural products OC1C(O2)COC(=O)C3=CC(O)=C(O)C(O)=C3C3=C(O)C(O)=C(O)C=C3C(=O)OC1C(O)C2OC(=O)C1=CC(O)=C(O)C(O)=C1 TUSDEZXZIZRFGC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000001263 FEMA 3042 Substances 0.000 claims description 3
- LRBQNJMCXXYXIU-PPKXGCFTSA-N Penta-digallate-beta-D-glucose Natural products OC1=C(O)C(O)=CC(C(=O)OC=2C(=C(O)C=C(C=2)C(=O)OC[C@@H]2[C@H]([C@H](OC(=O)C=3C=C(OC(=O)C=4C=C(O)C(O)=C(O)C=4)C(O)=C(O)C=3)[C@@H](OC(=O)C=3C=C(OC(=O)C=4C=C(O)C(O)=C(O)C=4)C(O)=C(O)C=3)[C@H](OC(=O)C=3C=C(OC(=O)C=4C=C(O)C(O)=C(O)C=4)C(O)=C(O)C=3)O2)OC(=O)C=2C=C(OC(=O)C=3C=C(O)C(O)=C(O)C=3)C(O)=C(O)C=2)O)=C1 LRBQNJMCXXYXIU-PPKXGCFTSA-N 0.000 claims description 3
- JXOHGGNKMLTUBP-HSUXUTPPSA-N shikimic acid Chemical compound O[C@@H]1CC(C(O)=O)=C[C@@H](O)[C@H]1O JXOHGGNKMLTUBP-HSUXUTPPSA-N 0.000 claims description 3
- JXOHGGNKMLTUBP-JKUQZMGJSA-N shikimic acid Natural products O[C@@H]1CC(C(O)=O)=C[C@H](O)[C@@H]1O JXOHGGNKMLTUBP-JKUQZMGJSA-N 0.000 claims description 3
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 235000015523 tannic acid Nutrition 0.000 claims description 3
- LRBQNJMCXXYXIU-NRMVVENXSA-N tannic acid Chemical compound OC1=C(O)C(O)=CC(C(=O)OC=2C(=C(O)C=C(C=2)C(=O)OC[C@@H]2[C@H]([C@H](OC(=O)C=3C=C(OC(=O)C=4C=C(O)C(O)=C(O)C=4)C(O)=C(O)C=3)[C@@H](OC(=O)C=3C=C(OC(=O)C=4C=C(O)C(O)=C(O)C=4)C(O)=C(O)C=3)[C@@H](OC(=O)C=3C=C(OC(=O)C=4C=C(O)C(O)=C(O)C=4)C(O)=C(O)C=3)O2)OC(=O)C=2C=C(OC(=O)C=3C=C(O)C(O)=C(O)C=3)C(O)=C(O)C=2)O)=C1 LRBQNJMCXXYXIU-NRMVVENXSA-N 0.000 claims description 3
- 229940033123 tannic acid Drugs 0.000 claims description 3
- 229920002258 tannic acid Polymers 0.000 claims description 3
- ACEAELOMUCBPJP-UHFFFAOYSA-N (E)-3,4,5-trihydroxycinnamic acid Natural products OC(=O)C=CC1=CC(O)=C(O)C(O)=C1 ACEAELOMUCBPJP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- KSEBMYQBYZTDHS-HWKANZROSA-M (E)-Ferulic acid Natural products COC1=CC(\C=C\C([O-])=O)=CC=C1O KSEBMYQBYZTDHS-HWKANZROSA-M 0.000 claims description 2
- AFSDNFLWKVMVRB-UHFFFAOYSA-N Ellagic acid Chemical compound OC1=C(O)C(OC2=O)=C3C4=C2C=C(O)C(O)=C4OC(=O)C3=C1 AFSDNFLWKVMVRB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- ATJXMQHAMYVHRX-CPCISQLKSA-N Ellagic acid Natural products OC1=C(O)[C@H]2OC(=O)c3cc(O)c(O)c4OC(=O)C(=C1)[C@H]2c34 ATJXMQHAMYVHRX-CPCISQLKSA-N 0.000 claims description 2
- 229920002079 Ellagic acid Polymers 0.000 claims description 2
- 235000004883 caffeic acid Nutrition 0.000 claims description 2
- 229940074360 caffeic acid Drugs 0.000 claims description 2
- QAIPRVGONGVQAS-UHFFFAOYSA-N cis-caffeic acid Natural products OC(=O)C=CC1=CC=C(O)C(O)=C1 QAIPRVGONGVQAS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910000366 copper(II) sulfate Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 235000004132 ellagic acid Nutrition 0.000 claims description 2
- 229960002852 ellagic acid Drugs 0.000 claims description 2
- 235000001785 ferulic acid Nutrition 0.000 claims description 2
- KSEBMYQBYZTDHS-HWKANZROSA-N ferulic acid Chemical compound COC1=CC(\C=C\C(O)=O)=CC=C1O KSEBMYQBYZTDHS-HWKANZROSA-N 0.000 claims description 2
- 229940114124 ferulic acid Drugs 0.000 claims description 2
- KSEBMYQBYZTDHS-UHFFFAOYSA-N ferulic acid Natural products COC1=CC(C=CC(O)=O)=CC=C1O KSEBMYQBYZTDHS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 235000004515 gallic acid Nutrition 0.000 claims description 2
- 229940074391 gallic acid Drugs 0.000 claims description 2
- 239000012702 metal oxide precursor Substances 0.000 claims description 2
- FAARLWTXUUQFSN-UHFFFAOYSA-N methylellagic acid Natural products O1C(=O)C2=CC(O)=C(O)C3=C2C2=C1C(OC)=C(O)C=C2C(=O)O3 FAARLWTXUUQFSN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- YQUVCSBJEUQKSH-UHFFFAOYSA-N protochatechuic acid Natural products OC(=O)C1=CC=C(O)C(O)=C1 YQUVCSBJEUQKSH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- QURCVMIEKCOAJU-UHFFFAOYSA-N trans-isoferulic acid Natural products COC1=CC=C(C=CC(O)=O)C=C1O QURCVMIEKCOAJU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- WKOLLVMJNQIZCI-UHFFFAOYSA-N vanillic acid Chemical compound COC1=CC(C(O)=O)=CC=C1O WKOLLVMJNQIZCI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- TUUBOHWZSQXCSW-UHFFFAOYSA-N vanillic acid Natural products COC1=CC(O)=CC(C(O)=O)=C1 TUUBOHWZSQXCSW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- PTFCDOFLOPIGGS-UHFFFAOYSA-N Zinc dication Chemical compound [Zn+2] PTFCDOFLOPIGGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 claims 1
- 150000001879 copper Chemical class 0.000 claims 1
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 claims 1
- 239000005751 Copper oxide Substances 0.000 abstract description 3
- 229910000431 copper oxide Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 2
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 abstract 2
- 239000011701 zinc Substances 0.000 abstract 2
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 16
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 15
- 239000000047 product Substances 0.000 description 9
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 8
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 5
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 5
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 4
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 4
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000000845 anti-microbial effect Effects 0.000 description 3
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 3
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 3
- 239000002082 metal nanoparticle Substances 0.000 description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 3
- BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N Tetraethyl orthosilicate Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)OCC BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 239000011258 core-shell material Substances 0.000 description 2
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 2
- 230000001699 photocatalysis Effects 0.000 description 2
- 238000006722 reduction reaction Methods 0.000 description 2
- NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N Ammonium chloride Substances [NH4+].[Cl-] NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004128 Copper(II) sulphate Substances 0.000 description 1
- 230000001476 alcoholic effect Effects 0.000 description 1
- 235000011114 ammonium hydroxide Nutrition 0.000 description 1
- 230000000844 anti-bacterial effect Effects 0.000 description 1
- 230000000843 anti-fungal effect Effects 0.000 description 1
- 230000004071 biological effect Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 description 1
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 229910000000 metal hydroxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004692 metal hydroxides Chemical class 0.000 description 1
- 239000002923 metal particle Substances 0.000 description 1
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 1
- 239000000049 pigment Substances 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 238000013341 scale-up Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 238000003980 solgel method Methods 0.000 description 1
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000001308 synthesis method Methods 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Oxygen, Ozone, And Oxides In General (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
Abstract
Przedmiotem zgłoszenia jest sposób otrzymywania nanomateriałów hybrydowych tlenek metalu-metal, zwłaszcza tlenek cynku albo tlenek miedzi z nanocząstkami srebra albo miedzi w procesie ciągłym, który polega na tym, że w strumień wodnego roztworu soli będącej źródłem jonów cynku, albo miedzi, wprowadza się wodny roztwór wodorotlenku sodu, po czym mieszaninę pozostającą w układzie przepływowym poddaje się działaniu promieniowania mikrofalowego i następnie do przepływającej zawiesiny dodaje się mieszaninę soli będącej źródłem jonów drugiego metalu z roztworem związku chemicznego charakteryzującego się właściwościami redukującymi i stabilizującymi, po czym tak powstałą drugą zawiesinę ochładza się, oddziela fazę ciekłą od stałej, a otrzymany osad przemywa wodą i suszy.The subject of the application is a method for obtaining metal-metal hybrid nanomaterials, in particular zinc oxide or copper oxide with silver or copper nanoparticles, in a continuous process in which an aqueous solution of a salt, which is a source of zinc or copper ions, is introduced into a stream of an aqueous solution of a salt that is a source of zinc or copper ions sodium hydroxide, after which the mixture remaining in the flow system is subjected to microwave radiation, and then a mixture of the salt, which is the source of the second metal ions, with a solution of a chemical compound characterized by reducing and stabilizing properties is added to the flowing suspension, and then the resulting second suspension is cooled, separated liquid phase from the solid phase, and the obtained precipitate is washed with water and dried.
Description
Opis wynalazkuDescription of the invention
Przedmiotem wynalazku jest sposób otrzymywania nanomateriałów hybrydowych tlenek metalumetal, zwłaszcza tlenek cynku, albo tlenek miedzi, z nanocząstkami srebra, albo miedzi, w procesie ciągłym z wykorzystaniem promieniowania mikrofalowego.The subject of the invention is a method of obtaining hybrid nanomaterials metal oxide metal, especially zinc oxide or copper oxide, with silver or copper nanoparticles in a continuous process using microwave radiation.
Nanomateriałami o największym znaczeniu gospodarczym, ze względu na najszersze spektrum wykorzystania, są nanomateriały nieorganiczne. Ich dodatek wpływa na właściwości fizyczne, chemiczne oraz biologiczne produktów, modyfikując ich wybrane właściwości lub nadając zupełnie nowe. Dąży się do opracowywania nanomateriałów wielofunkcyjnych, w których łącząc ze sobą nanocząstki możliwe jest wzmocnienie działania układu lub zwiększenie spektrum jego działania.The nanomaterials of the greatest economic importance, due to the widest spectrum of use, are inorganic nanomaterials. Their addition affects the physical, chemical and biological properties of products, modifying their selected properties or giving completely new ones. Efforts are being made to develop multifunctional nanomaterials, in which by combining nanoparticles it is possible to strengthen the system's operation or increase the spectrum of its operation.
Nanocząstki nieorganiczne, głównie nanocząstki tlenków metali ze względu na ich szerokie możliwości wykorzystania w wielu dziedzinach przemysłu, są produkowane na dużą skalę. Do powszechnie używanych nanomateriałów należą nanocząstki tlenku cynku oraz tlenku miedzi(II). Tlenek cynku wykazuje właściwości fotokatalityczne oraz właściwości antymikrobiologiczne. Tlenek miedzi(II) odznacza się silnymi właściwościami antymikrobiologicznymi. Oba tlenki są wykorzystywane również jako pigmenty. Stosowanie układów zawierających nanocząstki tlenku cynku modyfikowane nanocząstkami metali powoduje otrzymanie produktu o zwiększonych właściwościach fotokatalitycznych jak również poprawia ich aktywność antymikrobiologiczną. Niewielki dodatek nanocząstek metali, w tym nanocząstek srebra lub miedzi do nanocząstek tlenku cynku powoduje zarówno poprawę właściwości antybakteryjnych jak i antygrzybicznych nanomateriału, jak również zapewnia poszerzenie spektrum ich działania.Inorganic nanoparticles, mainly metal oxide nanoparticles, are produced on a large scale due to their wide range of applications in many industries. Commonly used nanomaterials include zinc oxide and copper(II) oxide nanoparticles. Zinc oxide has photocatalytic and antimicrobial properties. Copper(II) oxide has strong antimicrobial properties. Both oxides are also used as pigments. The use of systems containing zinc oxide nanoparticles modified with metal nanoparticles results in obtaining a product with increased photocatalytic properties as well as improves their antimicrobial activity. A small addition of metal nanoparticles, including silver or copper nanoparticles to zinc oxide nanoparticles, both improves the antibacterial and antifungal properties of the nanomaterial, as well as extends the spectrum of their activity.
Do otrzymywania nanomateriałów na bazie tlenków metali konieczne jest dostarczenie do układu wymaganej ilości energii w stosunkowo krótkim czasie. Metody okresowe, które obecnie są najczęściej wykorzystywanym sposobem otrzymywania nanocząstek posiadają znaczne ograniczenia. Jednym z głównych problemów jest niemożność zwiększenia skali procesów przy zachowaniu stałej jakości produktów. W związku ze wzrostem zapotrzebowania na nanomateriały, szczególnie na bazie tlenków metali, metody przepływowe umożliwiają zwiększenie wydajności procesu bez obniżenia jakości produktów. Poza tym, po ustabilizowaniu warunków prowadzenia procesu, zużycie energii jest zminimalizowane, ze względu na ominięcie etapów występujących w okresowych metodach syntezy związanych z początkowym etapem nagrzewania reaktora oraz strat energii występujących podczas chłodzenia reaktora.To obtain nanomaterials based on metal oxides, it is necessary to supply the required amount of energy to the system in a relatively short time. Batch methods, which are currently the most commonly used method of obtaining nanoparticles, have significant limitations. One of the main problems is the inability to scale up processes while maintaining consistent product quality. Due to the growing demand for nanomaterials, especially those based on metal oxides, flow methods allow to increase the efficiency of the process without reducing the quality of the products. In addition, after the process conditions are stabilized, the energy consumption is minimized due to the omission of the steps involved in the batch synthesis methods associated with the initial reactor heating stage and the energy losses occurring during the reactor cooling.
Znany jest ze zgłoszenia patentowego WO 2013039117 A1 sposób ciągłej syntezy nanocząstek rdzeń-otoczka o średnicy do 100 nm, wykorzystujący do tego reaktor rurowy dwustopniowy ogrzewany za pomocą promieniowania mikrofalowego. Metoda pozwala na otrzymywanie nanocząstek zbudowanych z metalicznego rdzenia otoczonego warstwą tlenku, m.in. nanocząstek srebra otoczonych tlenkiem krzemu. Pompą podawano do kapilary o wewnętrznej średnicy 1 mm mieszaninę roztworu prekursora soli srebra(I) z polimerowym roztworem dyspergującym, następnie podawano alkoholowy roztwór tetraetoksysilanu (TEOS) jako prekursor tlenku krzemu. Wykorzystując metodę zol-żel otrzymano nanocząstki srebra o średnicy ok. 15 nm otoczone powłoką z tlenku krzemu o całkowitej średnicy 50 nm. Produkt charakteryzował się wysoką monodyspersyjnością. Proces wymagał jednak stosowania kilku substancji stabilizujących i rozpuszczalników organicznych oraz występuje ryzyko ograniczenia przepływu ze względu na blokowanie się kapilary.From the patent application WO 2013039117 A1, a method of continuous synthesis of core-shell nanoparticles with a diameter of up to 100 nm is known, using a two-stage tubular reactor heated with microwave radiation. The method allows to obtain nanoparticles built of a metallic core surrounded by an oxide layer, e.g. silver nanoparticles surrounded by silicon oxide. A mixture of the silver(I) salt precursor solution with a polymer dispersant solution was fed to the capillary with an internal diameter of 1 mm by means of a pump, and then an alcoholic solution of tetraethoxysilane (TEOS) as a silicon oxide precursor was fed. Using the sol-gel method, silver nanoparticles with a diameter of approx. 15 nm were obtained, surrounded by a silicon oxide coating with a total diameter of 50 nm. The product was characterized by high monodispersity. However, the process required the use of several stabilizers and organic solvents, and there is a risk of flow restriction due to capillary blockage.
W opisie patentowym US 8415267 B2 przedstawiono metodę otrzymywania nanocząstek typu rdzeń-otoczka, zawierających w rdzeniu nanocząstki metaliczne i powłokę z tlenku metalu. Otrzymane nanocząstki różniły się rozmiarem cząstek od 10 do 200 nm i wykazywały wysoką aktywność katalityczną, zależną od składników budujących cząstki. W wyniku interakcji pomiędzy cząstkami metali znajdującymi się w rdzeniu a cząstkami tlenków metali, otrzymano produkt o wyższej aktywności katalitycznej w porównaniu do czystych tlenków metali.US 8,415,267 B2 describes a method for obtaining core-shell nanoparticles containing metallic nanoparticles and a metal oxide coating in the core. The obtained nanoparticles differed in particle size from 10 to 200 nm and showed high catalytic activity, depending on the constituents of the particles. As a result of the interaction between metal particles in the core and metal oxide particles, a product with higher catalytic activity was obtained compared to pure metal oxides.
Sposób otrzymywania nanomateriałów hybrydowych tlenek metalu-metal, zwłaszcza tlenek cynku, albo tlenek miedzi, z nanocząstkami srebra, albo nanocząstkami miedzi, w procesie ciągłym z wykorzystaniem promieniowania mikrofalowego, charakteryzuje się tym, że w strumień wodnego roztworu soli, będącej źródłem jonów metalu stanowiących prekursor tlenku, wprowadza się strumień wodnego roztworu związku strącającego jony metalu, przy czym stosunek natężenia przepływu strumienia roztworu soli metalu do natężenia przepływu strumienia roztworu związku strącającego wynosi od 1:0,1 do 1:8, po czym tak powstałą pierwszą mieszaninę, pozostającą w układzie przepływowym, poddaje się działaniu promieniowania mikrofalowego, przy czasie przybywania pierwszej mieszaniny w polu promienio wania mikrofalowego od 30 do 120 s oraz mocy promieniowania mikrofalowego od 100 do 600 W, a następnie w strumień tak powstałej pierwszej zawiesiny, pozostającej w układzie przepływowym, wprowadza się strumień drugiej mieszaniny, zawierającej wodny roztwór soli stanowiący źródło jonów metalu, będących prekursorem nanocząstek metalicznych oraz rozpuszczalny w wodzie związek o właściwościach redukujących i stabilizujących, przy czym stosunek natężenia przepływu strumienia pierwszej zawiesiny do natężenia przepływu strumienia drugiej mieszaniny, zawierającej sól stanowiącą źródło jonów metalu i związek o właściwościach redukujących i stabilizujących, wynosi od 1:0,1 do 1:8, po czym tak otrzymaną trzecią mieszaninę, pozostającą w układzie przepływowym, poddaje się działaniu promieniowania mikrofalowego, przy czasie przybywania trzeciej mieszaniny w polu promieniowania mikrofalowego od 30 do 120 s oraz mocy promieniowania mikrofalowego od 100 do 600 W, a otrzymaną drugą zawiesinę ochładza się, oddziela fazę ciekłą od stałej, a następnie otrzymany osad przemywa się wodą i suszy.The method of obtaining metal-metal hybrid nanomaterials, especially zinc oxide or copper oxide, with silver nanoparticles or copper nanoparticles, in a continuous process using microwave radiation, is characterized in that the stream of an aqueous salt solution, which is a source of metal ions constituting the precursor oxide, a stream of an aqueous solution of a metal ion precipitating compound is introduced, the ratio of the flow rate of the stream of the metal salt solution to the flow rate of the stream of the precipitating compound solution is from 1:0.1 to 1:8, then the first mixture thus formed, remaining in the system is subjected to microwave radiation, with the arrival time of the first mixture in the microwave radiation field from 30 to 120 s and the microwave radiation power from 100 to 600 W, and then into the stream of the first suspension thus formed, remaining in the flow system, a stream is introduced the other mixes containing an aqueous salt solution as a source of metal ions, which are the precursor of metallic nanoparticles, and a water-soluble compound with reducing and stabilizing properties, where the ratio of the stream flow rate of the first suspension to the stream flow rate of the second mixture containing the salt as a source of metal ions and the compound with reducing and stabilizing properties, is from 1:0.1 to 1:8, after which the third mixture thus obtained, remaining in the flow system, is subjected to microwave radiation, with the arrival time of the third mixture in the microwave radiation field from 30 to 120 s and microwave irradiation power from 100 to 600 W, and the second suspension obtained is cooled, the liquid phase is separated from the solid phase, and then the obtained precipitate is washed with water and dried.
Korzystnie jako źródła jonów metali, stanowiących prekursor tlenku miedzi(II), albo tlenku cynku, stosuje się octan miedzi(II), albo azotan(V) cynku.Copper(II) acetate or zinc nitrate (V) is preferably used as a source of metal ions, which are precursors of copper(II) oxide or zinc oxide.
Korzystnie, stosuje się wodny roztwór soli, w stężeniu od 1000 do 5000 mg/dm3, zawierający jony metalu będącego prekursorem tlenku metalu.Preferably, an aqueous salt solution is used at a concentration of 1000 to 5000 mg/dm 3 , containing metal ions which are the precursor of the metal oxide.
Korzystnie, jako roztwór związku strącającego stosuje się wodny roztwór wodorotlenku sodu, o stężeniu od 0,025 do 0,50 mol/dm3, albo wodny roztwór amoniaku, o stężeniu od 0,025 do 0,35 mol/dm3, albo wodny roztwór węglanu sodu, o stężeniu od 0,025 do 0,50 mol/dm3.Preferably, an aqueous sodium hydroxide solution with a concentration of 0.025 to 0.50 mol/dm 3 is used as the precipitating compound solution, or an aqueous ammonia solution with a concentration of 0.025 to 0.35 mol/dm 3 , or an aqueous sodium carbonate solution, with a concentration of 0.025 to 0.50 mol/dm 3 .
Korzystnie pH pierwszej mieszaniny wynosi od 7 do 11.Preferably the pH of the first mixture is between 7 and 11.
Korzystnie, jako źródło jonów srebra(I) stosuje się azotan(V) srebra(I), a jako źródło jonów miedzi(II) stosuje się siarczan(VI) miedzi(II).Preferably, silver(I) nitrate is used as a source of silver(I) ions, and copper(II) sulfate(VI) is used as a source of copper(II) ions.
Korzystnie, jako związek chemiczny o właściwościach redukujących i stabilizujących stosuje się kwas galusowy, albo kwas elagowy, albo kwas taninowy, albo kwas szikimowy, albo kwas kawowy, albo kwas wanilinowy, albo kwas kumarynowy, albo kwas ferulowy.Preferably, gallic acid, or ellagic acid, or tannic acid, or shikimic acid, or caffeic acid, or vanillic acid, or coumaric acid, or ferulic acid is used as the reducing and stabilizing chemical compound.
Korzystnie, stosuje się drugą mieszaninę, zawierającą sole będące prekursorem jonów metali, o stężeniu soli w mieszaninie od 50 do 1000 mg/dm3 oraz związek o właściwościach redukująco-stabilizujących, o stężeniu związku w mieszaninie od 0,0005 do 0,25 mol/dm3.Preferably, a second mixture is used, containing salts which are precursors of metal ions, with a salt concentration in the mixture of 50 to 1000 mg/dm 3 and a compound with reducing and stabilizing properties, with a compound concentration in the mixture of 0.0005 to 0.25 mol/dm3 dm 3 .
Korzystnie, w drugiej mieszaninie stosunek molowy związku o właściwościach redukująco-stabilizujących do jonów srebra wynosi od 0,2:1 do 0,8:1, a do jonów miedzi od 1,2:1 do 1,8:1.Preferably, in the second mixture, the molar ratio of the compound with reducing-stabilizing properties to silver ions is from 0.2:1 to 0.8:1, and to copper ions from 1.2:1 to 1.8:1.
W przypadku otrzymywania sposobem według wynalazku nanomateriałów hybrydowych tlenek metalu-metal, przewiduje się przeprowadzenie następujących przykładowych etapów procesu: etap I: (1) podawanie, za pomocą pomp, z zadanym natężeniem przepływu, strumienia wodnego roztworu prekursora tlenku metalu oraz strumienia wodnego roztworu czynnika strącającego do reaktora mikrofalowego, (2) przepływ pierwszej mieszaniny przez reaktor mikrofalowy, wewnątrz którego w polu promieniowania mikrofalowego przebiega reakcja strącania wodorotlenku metalu, a następnie dehydratacja do tlenku metalu za pomocą energii promieniowania mikrofalowego, (3) zawracanie z wylotu reaktora pierwszej zawiesiny nanocząstek tlenku metalu, etap II: (4) podawanie, za pomocą pompy, z zadanym natężeniem przepływu, drugiej wodnej mieszaniny, zawierającej roztwór prekursora jonów metalu z roztworem związku o właściwościach redukująco-stabilizujących do reaktora, (5) przepływ mieszaniny trzeciej, zawierającej zawiesinę pierwszą nanocząstek tlenku metalu oraz mieszaninę drugą przez reaktor mikrofalowy, wewnątrz którego przebiega redukcja chemiczna jonów metalu tworzących powłokę na powierzchni nanocząstek tlenku metalu stanowiących rdzeń, (6) odbieranie u wylotu reaktora zawiesiny nanocząstek tlenek metalu-metal, (7) ochładzanie i oddzielanie fazy stałej od ciekłej, (8) przemywanie wodą oddzielonej fazy stałej i suszenie nanocząstek tlenek metalu-metal dla otrzymania gotowego produktu w postaci proszku.In the case of obtaining metal-metal hybrid nanomaterials using the method according to the invention, the following exemplary process stages are expected to be carried out: stage I: (1) feeding, by means of pumps, with a given flow rate, a water stream of a metal oxide precursor solution and a water stream of a precipitating agent solution to the microwave reactor, (2) flow of the first mixture through the microwave reactor, inside which the metal hydroxide precipitation reaction takes place in the microwave radiation field, and then dehydration to metal oxide by means of microwave radiation energy, (3) recycling of the first suspension of metal oxide nanoparticles from the reactor outlet , stage II: (4) feeding, by means of a pump, with a given flow rate, the second aqueous mixture containing a solution of a metal ion precursor with a solution of a compound with reducing and stabilizing properties to the reactor, (5) flow of the third mixture containing the first suspension metal oxide nanoparticles and the second mixture through a microwave reactor inside which chemical reduction of metal ions forming a coating on the surface of the metal oxide nanoparticles constituting the core takes place, (6) collecting a suspension of metal oxide nanoparticles at the reactor outlet, (7) cooling and separation of the solid phase from liquid phase, (8) washing the separated solid phase with water and drying the metal-metal oxide nanoparticles to obtain a finished product in the form of a powder.
W wyniku zastosowania energii mikrofalowej możliwe jest prowadzenie procesu ciągłego, o krótkim czasie przebywania mieszaniny w reaktorze. Możliwość regulacji warunków prowadzenia procesu pozwala na otrzymywanie nanocząstek o określonych wymiarach oraz określonym stosunku masowym nanocząstek tlenku metalu do nanocząstek metalu. Wybór podanych związków o właściwościach redukująco-stabilizujących pozwala ograniczyć stosowanie dodatkowych reagentów w procesie co umożliwia otrzymanie produktu o pożądanych parametrach. Zaletą przy otrzymywaniu tlenków metali w procesie przepływowym w polu promieniowania mikrofalowego jest możliwość dostarczania dużej ilości energii w krótkim czasie. Powoduje to dodatkowe obniżenie zużycia energii przez instalację w przeliczeniu na jednostkową masę produktu. Przedmiot wynalazku ilustrują następujące przykłady.As a result of the use of microwave energy, it is possible to conduct a continuous process with a short residence time of the mixture in the reactor. The possibility of adjusting the process conditions allows to obtain nanoparticles of specific dimensions and a specific mass ratio of metal oxide nanoparticles to metal nanoparticles. The choice of the given compounds with reducing and stabilizing properties allows you to limit the use of additional reagents in the process, which allows you to obtain a product with the desired parameters. The advantage of obtaining metal oxides in the flow process in the microwave radiation field is the ability to supply a large amount of energy in a short time. This results in an additional reduction of energy consumption by the installation per unit weight of the product. The subject of the invention is illustrated by the following examples.
Przykład 1Example 1
W pierwszym etapie procesu, do reaktora mikrofalowego podawano strumień wodnego roztworu azotanu(V) cynku, o stężeniu 0,0615 mol/dm3, z natężeniem przepływu roztworu 1,080 dm3/h oraz wodny roztwór węglanu sodu, o stężeniu 0,20 mol/dm3, z natężeniem 0,580 dm3/h. pH tak powstałej pierwszej mieszaniny wynosiło 9. Moc mikrofal ustawiono na 450 W. Czas przebywania pierwszej mieszaniny w polu promieniowania mikrofalowego wynosił 45 s. Na wylocie z reaktora, do strumienia powstałej pierwszej zawiesiny, zawierającej nanocząstki tlenku cynku, podawano za pomocą pompy strumień drugiej mieszaniny, zawierającej siarczan(VI) miedzi(II), o stężeniu 0,0475 mol/dm3, z kwasem kumarynowym, o stężeniu 0,0710 mol/dm3, z natężeniem przepływu tej drugiej mieszaniny 0,440 dm3/h. Nowo otrzymaną trzecią mieszaninę w całości zawrócono do reaktora mikrofalowego w celu przeprowadzenia drugiego etapu procesu. Czas przebywania mieszaniny trzeciej w polu promieniowania mikrofalowego w drugim etapie wynosił 35 s. Moc mikrofal ustawiono na 450 W. W wyniku ogrzewania promieniowaniem mikrofalowym otrzymano drugą zawiesinę, którą ochłodzono. Otrzymana druga zawiesina zawierała nanocząstki tlenku cynku otoczone nanocząstkami miedzi, o stężeniu 3000 mg/dm3, w których stosunek masowy miedzi do tlenku cynku wynosił 0,2, charakteryzujące się średnim rozmiarem krystalitów ok. 28 nm. Drugą zawiesinę przefiltrowano, a osad przepłukano wodą i wysuszono, otrzymując finalny produkt w postaci proszku nanocząstek tlenku cynku otoczonych nanocząstkami miedzi.In the first stage of the process, a stream of an aqueous solution of zinc nitrate(V) with a concentration of 0.0615 mol/dm3, with a solution flow rate of 1.080 dm3 /h and an aqueous solution of sodium carbonate with a concentration of 0.20 mol/dm was fed to the microwave reactor. 3 , with an intensity of 0.580 dm 3 /h. The pH of the first mixture formed in this way was 9. The microwave power was set at 450 W. The residence time of the first mixture in the microwave radiation field was 45 s. , containing copper(II) sulphate, with a concentration of 0.0475 mol/dm 3 , with coumaric acid, with a concentration of 0.0710 mol/dm 3 , with a flow rate of the latter mixture of 0.440 dm 3 /h. The newly obtained third mixture was completely returned to the microwave reactor for the second step of the process. The residence time of the third mixture in the microwave field in the second stage was 35 s. The microwave power was set to 450 W. Heating with microwave radiation produced a second slurry which was cooled. The second suspension obtained contained zinc oxide nanoparticles surrounded by copper nanoparticles, with a concentration of 3000 mg/dm 3 , in which the mass ratio of copper to zinc oxide was 0.2, characterized by an average crystallite size of about 28 nm. The second suspension was filtered, and the precipitate was rinsed with water and dried, obtaining the final product in the form of a powder of zinc oxide nanoparticles surrounded by copper nanoparticles.
Przykład 2Example 2
W pierwszym etapie procesu, do reaktora mikrofalowego podawano strumień wodnego roztworu octanu miedzi(II), o stężeniu 0,050 mol/dm3, z natężeniem przepływu roztworu 1,080 dm3/h oraz wodny roztwór wodorotlenku sodu, o stężeniu 0,25 mol/dm3, z natężeniem 0,580 dm3/h. pH tak powstałej pierwszej mieszaniny wynosiło 11. Moc mikrofal ustawiono na 300 W. Czas przebywania pierwszej mieszaniny w polu promieniowania mikrofalowego wynosił 45 s. Na wylocie z reaktora, do strumienia powstałej pierwszej zawiesiny, zawierającej nanocząstki tlenku miedzi(II), podawano za pomocą pompy strumień drugiej mieszaniny, zawierającej azotan(V) srebra, o stężeniu 0,0185 mol/dm3, z kwasem taninowym, o stężeniu 0,0280 mol/dm3, z natężeniem przepływu tej drugiej mieszaniny 0,440 dm3/h. Nowo otrzymaną trzecią mieszaninę w całości zawrócono do reaktora mikrofalowego w celu przeprowadzenia drugiego etapu procesu. Czas przebywania trzeciej mieszaniny w polu promieniowania mikrofalowego wynosił w drugim etapie 35 s. Moc mikrofal ustawiono na 300 W. W wyniku ogrzewania promieniowaniem mikrofalowym otrzymano drugą zawiesinę, którą ochłodzono. Otrzymana druga zawiesina zawierała nanocząstki tlenku miedzi(II) otoczone nanocząstkami srebra, o stężeniu 2800 mg/dm3, w których stosunek masowy srebra do tlenku miedzi(II) wynosił 0,12, charakteryzujące się średnim rozmiarem krystalitów ok. 15 nm. Drugą zawiesinę przefiltrowano, a osad przepłukano wodą i wysuszono, otrzymując finalny produkt w postaci proszku nanocząstek tlenku miedzi(II) otoczonych nanocząstkami srebra.In the first stage of the process, a stream of copper(II) acetate aqueous solution, with a concentration of 0.050 mol/dm 3 , with a solution flow rate of 1.080 dm 3 /h and an aqueous solution of sodium hydroxide, with a concentration of 0.25 mol/dm 3 was fed to the microwave reactor. , with an intensity of 0.580 dm 3 /h. The pH of the resulting first mixture was 11. The microwave power was set to 300 W. The residence time of the first mixture in the microwave radiation field was 45 s. stream of the second mixture containing silver nitrate, concentration 0.0185 mol/dm 3 , with tannic acid, concentration 0.0280 mol/dm 3 , with the flow rate of this second mixture 0.440 dm 3 /h. The newly obtained third mixture was completely returned to the microwave reactor for the second step of the process. The residence time of the third mixture in the microwave field was 35 s in the second step. The microwave power was set to 300 W. Heating with microwave radiation produced a second slurry which was cooled. The second suspension obtained contained copper(II) oxide nanoparticles surrounded by silver nanoparticles, with a concentration of 2800 mg/dm 3 , in which the mass ratio of silver to copper(II) oxide was 0.12, characterized by an average crystallite size of about 15 nm. The second suspension was filtered, and the precipitate was rinsed with water and dried, obtaining the final product in the form of a powder of copper(II) oxide nanoparticles surrounded by silver nanoparticles.
Przykład 3Example 3
W pierwszym etapie procesu, do reaktora mikrofalowego podawano strumień wodnego roztworu azotanu(V) cynku, o stężeniu 0,0308 mol/dm3, z natężeniem przepływu roztworu 1,080 dm3/h oraz wodny roztwór wodorotlenku sodu, o stężeniu 0,20 mol/dm3, z natężeniem 0,580 dm3/h. pH tak powstałej pierwszej mieszaniny wynosiło 8. Moc mikrofal ustawiono na 450 W. Czas przebywania mieszaniny pierwszej w polu promieniowania mikrofalowego wynosił 45 s. Na wylocie z reaktora, do strumienia powstałej pierwszej zawiesiny, zawierającej nanocząstki tlenku cynku, podawano za pomocą pompy strumień drugiej mieszaniny, zawierającej roztwór azotanu(V) srebra, o stężeniu 0,0185 mol/dm3, z kwasem kumarynowym, o stężeniu 0,0280 mol/dm3, z natężeniem przepływu tej drugiej mieszaniny 0,440 dm3/h. Nowo otrzymaną trzecią mieszaninę w całości zawrócono do reaktora mikrofalowego w celu przeprowadzenia drugiego etapu procesu. Czas przebywania trzeciej mieszaniny w polu promieniowania mikrofalowego w drugim etapie wynosił 35 s. Moc mikrofal ustawiono na 450 W. W wyniku ogrzewania promieniowaniem mikrofalowym otrzymano drugą zawiesinę, którą ochłodzono. Otrzymana druga zawiesina zawierała nanocząstki tlenku cynku otoczone nanocząstkami srebra, o stężeniu 1800 mg/dm3, w których stosunek masowy srebra do tlenku cynku wynosił 0,2, charakteryzujące się średnim rozmiarem krystalitów ok. 12 nm. Drugą zawiesinę przefiltrowano, a osad przepłukano wodą i wysuszono, otrzymując finalny produkt w postaci proszku nanocząstek tlenku cynku otoczonych nanocząstkami srebra.In the first stage of the process, a stream of an aqueous solution of zinc nitrate(V) with a concentration of 0.0308 mol/dm 3 , with a solution flow rate of 1.080 dm 3 /h and an aqueous solution of sodium hydroxide with a concentration of 0.20 mol/dm 3 was fed to the microwave reactor. dm 3 , with an intensity of 0.580 dm 3 /h. The pH of the first mixture formed in this way was 8. The microwave power was set at 450 W. The residence time of the first mixture in the microwave radiation field was 45 s. , containing a solution of silver nitrate (V) at a concentration of 0.0185 mol/dm 3 , with coumaric acid at a concentration of 0.0280 mol/dm 3 , with a flow rate of the latter mixture of 0.440 dm 3 /h. The newly obtained third mixture was completely returned to the microwave reactor for the second step of the process. The residence time of the third mixture in the microwave field in the second stage was 35 s. The microwave power was set to 450 W. Heating with microwave radiation produced a second slurry which was cooled. The second suspension obtained contained zinc oxide nanoparticles surrounded by silver nanoparticles, with a concentration of 1800 mg/dm 3 , in which the weight ratio of silver to zinc oxide was 0.2, characterized by an average crystallite size of about 12 nm. The second suspension was filtered, and the precipitate was rinsed with water and dried, obtaining the final product in the form of a powder of zinc oxide nanoparticles surrounded by silver nanoparticles.
Przykład 4Example 4
W pierwszym etapie procesu, do reaktora mikrofalowego podawano strumień wodnego roztworu, octanu miedzi(II), o stężeniu 0,090 mol/dm3, z natężeniem przepływu roztworu 1,080 dm3/h oraz wodny roztwór wodorotlenku sodu, o stężeniu 0,25 mol/dm3, z natężeniem 0,580 dm3/h. pH tak powstałej mieszaniny pierwszej wynosiło 10. Moc mikrofal ustawiono na 600 W. Czas przebywania pierwszej mieszaniny w polu promieniowania mikrofalowego wynosił 45 s. Na wylocie z reaktora, do strumienia powstałej pierwszej zawiesiny, zawierającej nanocząstki tlenku miedzi(II), podawano za pomocą pompy strumień drugiej mieszaniny, zawierającej azotan(V) srebra, o stężeniu 0,0308 mol/dm3, z kwasem szikimowym, o stężeniu 0,0467 mol/dm3, z natężeniem przepływu tej drugiej mieszaniny 0,440 dm3/h. Nowo otrzymaną trzecią mieszaninę w całości zawrócono do reaktora mikrofalowego w celu przeprowadzenia drugiego etapu procesu. Czas przebywania trzeciej mieszaniny w polu promieniowania mikrofalowego wynosił w drugim etapie 35 s. Moc mikrofal ustawiono ha 600 W. W wyniku ogrzewania promieniowaniem mikrofalowym otrzymano drugą zawiesinę, którą ochłodzono. Otrzymana druga zawiesina zawierała nanocząstki tlenku miedzi(II) otoczone nanocząstkami srebra, o stężeniu 5000 mg/dm3, w których stosunek masowy srebra do tlenku miedzi(II) wynosił 0,11, charakteryzujące się średnim rozmiarem krystalitów ok. 50 nm. Drugą zawiesinę przefiltrowano, a osad przepłukano wodą i wysuszono, otrzymując finalny produkt w postaci proszku nanocząstek tlenku miedzi(II) otoczonych nanocząstkami srebra.In the first stage of the process, a stream of an aqueous solution of copper(II) acetate at a concentration of 0.090 mol/dm 3 was fed to the microwave reactor at a solution flow rate of 1.080 dm 3 /h and an aqueous solution of sodium hydroxide at a concentration of 0.25 mol/dm 3 , with an intensity of 0.580 dm 3 /h. The pH of the first mixture formed in this way was 10. The microwave power was set at 600 W. The residence time of the first mixture in the microwave radiation field was 45 s. stream of the second mixture containing silver nitrate, concentration 0.0308 mol/dm 3 , with shikimic acid, concentration 0.0467 mol/dm 3 , with the flow rate of this second mixture 0.440 dm 3 /h. The newly obtained third mixture was completely returned to the microwave reactor for the second step of the process. The residence time of the third mixture in the microwave field was 35 s in the second step. The microwave power was set to 600 W. Heating with microwave radiation produced a second slurry which was cooled. The second suspension obtained contained copper(II) oxide nanoparticles surrounded by silver nanoparticles, with a concentration of 5000 mg/dm 3 , in which the weight ratio of silver to copper(II) oxide was 0.11, characterized by an average crystallite size of about 50 nm. The second suspension was filtered, and the precipitate was rinsed with water and dried, obtaining the final product in the form of a powder of copper(II) oxide nanoparticles surrounded by silver nanoparticles.
Claims (5)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL432386A PL242567B1 (en) | 2019-12-24 | 2019-12-24 | Method of obtaining metal oxide-metal hybrid nanomaterials |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL432386A PL242567B1 (en) | 2019-12-24 | 2019-12-24 | Method of obtaining metal oxide-metal hybrid nanomaterials |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL432386A1 PL432386A1 (en) | 2021-06-28 |
| PL242567B1 true PL242567B1 (en) | 2023-03-13 |
Family
ID=76547887
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL432386A PL242567B1 (en) | 2019-12-24 | 2019-12-24 | Method of obtaining metal oxide-metal hybrid nanomaterials |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL242567B1 (en) |
-
2019
- 2019-12-24 PL PL432386A patent/PL242567B1/en unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL432386A1 (en) | 2021-06-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP7361158B2 (en) | Method for producing silver-coated copper nanowires with core-shell structure using chemical reduction method | |
| KR100954425B1 (en) | Process for producing silver powder by continuous solution reduction | |
| DE102008017308B4 (en) | Process for the preparation of nanocrystalline bismuth-molybdenum mixed oxide catalysts | |
| KR101078253B1 (en) | Preparation of Ag coated Cu powder by electroless plating method | |
| JP2008044833A (en) | Hydrothermal method for producing nano-sized or micro-sized particles | |
| CN104671265A (en) | A method of preparing pseudoboehmite | |
| CN108117055A (en) | The preparation method and process units of a kind of battery-grade iron phosphate | |
| WO2011145385A1 (en) | Visible-light-responsive titanium oxide microparticle dispersion, and process for production thereof | |
| Lv et al. | Recyclable (Fe 3 O 4-NaYF 4: Yb, Tm)@ TiO 2 nanocomposites with near-infrared enhanced photocatalytic activity | |
| Song et al. | Synthesis and characterization of magnesium hydroxide by batch reaction crystallization | |
| CN101016173A (en) | Method of preparing electronic grade nickel carbonate by sodium carbonate deposition | |
| CN104549527B (en) | A kind of preparation method of alumina carrier | |
| TW201332205A (en) | Method for producing metal agglomerated particles, method for producing positive electrode active material for lithium ion battery, method for producing lithium ion battery, and lithium ion battery | |
| EP1814825A2 (en) | A method for producing iron oxide nano particles | |
| CN104475759A (en) | Preparation method for high-dispersion superfine nanometer Mo-Cu compound powder | |
| CN113618080A (en) | Preparation method of pH-responsive core-shell-structured chitosan-coated cuprous oxide silver-loaded nanospheres | |
| PL242567B1 (en) | Method of obtaining metal oxide-metal hybrid nanomaterials | |
| JP2009521394A5 (en) | ||
| JP6808169B2 (en) | Iron compound particles, their production method, and oxidation catalyst using them | |
| Haq et al. | Preparation and properties of uniform coated inorganic colloidal particles 9. Titania on copper compounds | |
| JP2002284527A (en) | Method for producing fine powder of zinc oxide, fine powder of zinc oxide and resin composition containing it | |
| Dimitriev et al. | SYNTHESIS OF SUBMICRON POWDERS | |
| CN114736536A (en) | Preparation method of titanium dioxide for decorative paper | |
| US20080067469A1 (en) | Method for Producing Iron Oxide Nano Particles | |
| CN109502656A (en) | A kind of spherical Co (II) Co (III) hydrotalcite-like materials and preparation method thereof |