是它在室温以及加热步骤中反应混合物所暴露的温度下都是固体。例如，有机酸可为乳酸、柠檬酸、草酸、抗坏血酸、富马酸、顺丁烯二酸等，或其混合物。
[0033]在制备反应混合物时，对反应混合物中含银化合物和有机酸的比例或相对量没有特别限定。但是，为了确保含银化合物中所有或基本上所有的阳离子银物质还原成金属银，有机酸与含银化合物中阳离子银物质的摩尔比例应大于或等于约I。即，有机酸的浓度应至少摩尔等于含银化合物中阳离子银物质的浓度，或者相对于含银化合物中阳离子银物质的浓度是化学计量过量的。
[0034]在本文所述的方法的一些实施方式中，可使用任选的催化剂来促进和加速将阳离子银物质还原成金属银。当使用任选的催化剂时，将它包括在反应混合物中。因此，在这种情况下，形成反应混合物涉及在催化剂存在下使固体含银化合物和有机酸接触。这可通过下述实现:例如，使用基于微粒的催化剂材料并将其同时与含银化合物的颗粒和有机酸的颗粒组合或混合；在含银化合物或有机酸中一种的固体整体件体上处理催化剂颗粒和含银化合物或有机酸中另一种的颗粒，在含银化合物和有机酸固体整体件体上处理催化剂颗粒，等等。在一些实施方式中，可在组合或混合三种组分的颗粒之后形成所有三种组分的固体整体件体。
[0035]任选的催化剂材料通常包括含碱金属的化合物，其包括阳离子碱金属物质。在示例实施方式中，含碱金属的化合物和含银化合物是相同类型的化合物(即，含碱金属的化合物的阴离子物质可与含银化合物的阴离子物质相同)。例如，在这种实施方式中，当含银化合物是硝酸银时，那么含碱金属的化合物是碱金属硝酸盐(例如，硝酸钠或硝酸钾)。
[0036]当使用时，任选的催化剂材料将以至少催化性有效量存在。如本文所使用，术语“催化性有效量”指在所用的条件下，与不含催化剂材料的相同反应相比，催化剂的量足以加速阳离子银物质到它的单质形式的化学反应。这个量可表达为含碱金属的化合物的阳离子碱金属物质和含银化合物的阳离子银物质的摩尔比，其可低至0.1。这是催化剂量的上限，因为与阳离子碱金属物质相比，有机酸选择性地和优先还原阳离子银物质。
[0037]—旦形成包括含银化合物和有机酸(和任选的催化剂)的反应混合物，可对该反应分散体进行加热步骤。一般地，这涉及将反应混合物加热到升高的温度，保持足以从阳离子银物质产生包括金属银的反应产物的时间。虽然加热步骤可在不同的气氛条件(例如在氩气、氮气等中)下进行，但在大多数实施方式中，它通常在空气中进行。
[0038]用加热步骤(和任选的催化剂)诱导的还原反应，是放热反应。因此，为了避免有机酸的分解，加热步骤中加热反应混合物的温度应小于或等于约有机酸的熔融温度。一般地，加热步骤的温度约为50摄氏度(°C)_有机酸的熔融温度。但是，在大多数实施方式中，加热步骤的温度为约100°C -约150°C。
[0039]加热步骤的时间总体取决于加热步骤的温度和在反应混合物中是否实施任选的催化剂。这种时段的上限是将所需量的阳离子银物质化学还原成金属银所必须的时段。一般地，加热步骤的时段为约10分钟-约24小时。但是，在大多数实施方式中，加热步骤的时段为约15分钟-约5小时。
[0040]本领域普通技术人员将认识使用任选的催化剂可得到更低的温度和/或更短的时段。无需过度实验，本领域普通技术人员可容易地决定给定加热步骤精确时间和温度。
[0041]一旦加热步骤完成，可从反应产物回收或分离金属银。回收或分离步骤涉及使用其中分散了金属银颗粒且溶解了反应产物的其余部分(即，任何未反应的材料和/或反应副产物)的溶剂，然后将金属银从溶剂分离(例如，通过过滤、滗析等)，并使反应产物的剩余部分溶解于溶剂中。适用于这个步骤的溶剂是下述的那些:金属银不溶于该溶剂且金属银不与该溶剂反应。这些溶剂包括水、简单的醇类(如甲醇、乙醇、丙醇等)，或者类似物。一旦分离了金属银，任选的可处理溶剂来回收溶解于其中的反应产物的组分(未反应的材料和/或反应副产物)。
[0042]在反应产物是固体整体件体或包括多个大的聚集颗粒的情况下，可在溶剂中处理它之前破碎(例如，通过在研钵和杵研中研磨，机械磨损等等)，和/或在溶剂中时破碎(例如，通过机械搅拌，超声换能器等)。
[0043]虽然回收步骤可紧跟加热步骤进行，但在大多数本文所述的方法的实施方式中，回收步骤可在将反应产物冷却到较低温度(例如，冷却到室温)之后进行。
[0044]上述的方法在它们的各种实施方式中可为非常有效的。即，容易实现银在反应产物中的产率分数大于90%。在许多实施方式中，特别是使用化学计量比过量的有机酸的那些实施方式中，可获得100%的产率分数。
[0045]此外，使用如上所述的方法制备的金属银产物是高纯的。即，回收或分离的金属银通常具有小于20ppm的非银金属，如例如通过像电感耦合等离子体-光发射光谱(ICP-OES)技术所定量。在许多实施方式中，特别是反应温度和时间较长且更加充分地进行回收步骤的实施方式中，回收的金属银将包括小于1ppm的非银金属。
[0046]除了高纯度以外，金属银还呈现高结晶度(例如，通过粉末X射线衍射(PXRD)所显示)O
[0047]金属银的平均粒度(认为是颗粒平均最长横截面尺寸)通常小于或等于约I微米。如本文所使用，术语“最长横截面尺寸”指颗粒的最长横截面尺寸。因此，为了清楚，当颗粒是圆形的时，最长横截面尺寸是它的直径；当颗粒是椭圆形状时，最长横截面尺寸是椭圆的最长的直径；以及当颗粒是不规则形状时，最长横截面尺寸是颗粒的周边上最远的两个相对点之间的线。在许多实施方式中，金属银的平均粒度是约50纳米(nm)-约500nm。
[0048]在本文所述的方法的一种环境友好的应用中，从工业过程中获得含银化合物的来源。具体来说，含银化合物可为“消耗的”或“耗尽的”的银离子交换浴，例如用于提供具体抗菌能力的玻璃和其它材料表面。可从熔融的硝酸银来形成初始的银离子交换浴(即，在用于赋予玻璃或其它材料抗菌性质之前)。在一些情况下，可从熔融的硝酸银和硝酸钠来形成初始的银离子交换浴。一旦实施，离子交换浴被非银离子物质污染(即，为了允许银离子交换进入，而从玻璃或其它材料交换出来的那些离子)。最后，离子交换浴变得污染太多而不能用于有效的银离子交换。在这些情况下，将银离子交换浴称为“消耗的”或“耗尽的”。
[0049]在本文所述的方法的这种应用中，可将消耗的银离子交换浴即固体整体件体(当低于其熔融温度时)，研磨成粉末。可将等摩尔(或更大)量的粉末形式的有机酸与消耗的银离子交换浴粉末混合。如果初始银离子交换浴不含硝酸钠，那么可将硝酸钠作为催化剂添加。此时，已形成了反应混合物并准备用于加热步骤。
[0050]可将由此形成的反应混合物在空气中于开放炉子中加热到约100°C _140°C的温度，保持约20分钟-约90分钟的时段。在加热步骤之后，可将反应产物冷却到室温。一旦冷却，可在水和/或乙醇中处理反应产物，以将金属银和反应产物的剩余部分分离。在这种情况下，金属银将分散在水和/或乙醇溶液之中，而反应产物的剩余部分将溶解于其中。为了促进金属银和反应产物的剩余部分分离，可剧烈搅拌溶液。此时，可通过过滤从溶液回收金属银。在这种情况下，银的产率分散可大于约97%。
[0051]在本文所述的方法的这些应用中，金属银产物可为高度结晶的，且可包括小于5ppm的非银金属。此外，这种金属银产物的平均粒度可为约120nm-约400nm。
[0052]还将通过下面的非限制性例子来阐述本发明的各种实施方式。实施例:
[0053]实施例1
[0054]在本实施例中，使用硝酸银作为含银化合物、抗坏血酸作为有机酸和硝酸钠作为任选的含碱金属的化合物催化剂，来制备金属银粉末。
[0055]将约6.0克的硝酸银、约6.22克的抗坏血酸和约0.6克的硝酸钠在陶瓷坩锅中充分混合。这对应于大致等摩尔的阳离子银和抗坏血酸比例。将固体混合物置于空气对流炉中，然后加热到约140°C并保持约I小时。在约I小时之后，将粉末混合物冷却到室温。在乙醇中洗涤灰色的反应产物，并搅拌约5分钟。然后，将去离子水(DI)添加到含乙醇的混合物，并剧烈搅拌，直到溶液澄清，这花费约10分钟。通过滗析将沉淀物从溶液分离，并用去离子水洗涤几次，然后在约110°C下干燥约2小时。使用粉末X射线衍射(PXRD)，电感耦合等离子体-质谱(ICP-MS)来表征干燥的沉淀物，以分别测定产物的结晶度和纯度。
[0056]图1是根据本实施例制备的干燥沉淀物产品的PXRD图谱。图1所示的图案表明为高度结晶的金属银样品。ICP-MS表明除了银以外，样品包括分别小于I百万分之份(ppm)的钠、铝、钙和铜；小于约5ppm的钾；和小于约2ppm的镍。因此，在本实施例中可制备高纯度金属银。
[0057]实施例2
[0058]在本实施例中，使用硝酸银作为含银化合物、抗坏血酸作为有机酸和硝酸钠作为任选的含碱金属的化合物