一种制备过氧化银超细粉末的方法

文档序号:3439540阅读:3623来源:国知局
专利名称:一种制备过氧化银超细粉末的方法
技术领域
本发明属于超细无机氧化物粉末制备技术领域,具体涉及一种制备过氧化银超细粉末的方法。
背景技术
研究杀菌能力强、稳定性高、对人体安全无毒害作用、使细菌不产生抗药性的杀菌 剂是杀菌材料研究的一个热点课题。有机杀菌剂由于存在安全性(如毒副作用,某些单体甚 至有致癌作用)、耐热性差、易分解和使用寿命短等问题而逐渐从实际应用中淡出。天然杀 菌剂由于受资源限制,应用推广有一定困难。因此无机杀菌剂研究正在兴起,主要集中在二 氧化钛光催化剂以及纳米银、一价载银杀菌材料。二氧化钛的光催化效率低,而银的杀菌作 用与自身的化合价态有关,价态越高杀菌能力越强。已有的研究结果表明高价的过氧化银 具有极强的杀菌能力,高价过氧化银的杀菌速度和杀菌效果均比一价氧化银好。银有多种氧化价态,主要为Ag ( I )、Ag (II)、Ag (III),氧化态为+1价的银化合物 比较常见,氧化态为+2和+3的银化合物是少见或不稳定的化合物,AgO被认为是混合价态 化合物。过氧化银(AgO)作为一种新型的无机功能材料,具有较强氧化性、电磁性质和电化 学活性,已经成功应用于净水器、有机合成、超导体和高性能电池等领域。已有的制备过氧 化银方法是采用强氧化剂过硫酸钾或者溴水在强碱性溶液中氧化硝酸银或者氧化银反应 制得,以及采用电解方法制备,这样得到的过氧化银主要存在粒径较大、纯度较低等问题。 而发明人为张钰等人申请的发明专利(申请号200610000059. 6,专利名称为“一种纳米氧 化高银的制备方法”,
公开日为2007年7月11日),采用次氯酸钠和氢氧化钠混合溶液化学 氧化硝酸银溶液制备的高纯度的纳米氧化银,该专利要求反应温度在5 35°C,反应的氢 氧化钠浓度为20% 45%,由于氧化反应是放热反应,这一反应必须借助于冷却系统才能实 现温度控制;反应加入的氢氧化钠量太大,因此反应过程复杂,排放的废液中氢氧化钠浓度 高,环境污染严重。

发明内容
本发明目的是提供一种制备过氧化银超细粉末的方法,通过臭氧氧化法制备超细 AgO粉末,解决了现有技术中存在的制备工艺复杂、制备出的过氧化银粒径大、纯度低、稳定 性差、反应条件苛刻的问题。本发明所采用的技术方案是,一种制备过氧化银超细粉末的方法,包括以下操作 步骤
步骤1,
预备浓度为0. IOmol/L 0. 20mol/L硝酸银溶液和浓度为0. 6mol/L 5. 6mol/L的氢 氧化钠溶液,硝酸银溶液与氢氧化钠溶液的体积比为4:1; 步骤2,
将硝酸银溶液加热至25V 55°C,在2000r/min的搅拌速度下,将氢氧化钠溶液加入硝酸银溶液中,得到混合溶液,该混合溶液中有析出的棕黄色活性Ag2O微晶; 步骤3,
在反应温度控制在25 55°C的条件下,往析有Ag2O微晶的混合溶液中通入臭氧1 5 小时,得到黑色沉淀,过滤沉淀物得到AgO湿粉,用去离子水清洗AgO湿粉,再在70 100°C 条件下烘干3 5小时,即得到干燥的粒径为200nm的过氧化银粉末。本发明的有益效果是,通过该方法制备的AgO超细粉末,具有纯度高、晶型完整、 粒径小,操作工艺和制备设备简单,无污染物排放的优点。特别是,由于制备的AgO超细粉 末纯度高、粒径小使得杀菌效率高、杀菌速率快、杀菌剂用量小,经济效益明显,能够做水处 理以及其他杀菌应用所需的杀菌剂,也可用于其它一些需要AgO的场合,如有机氧化合成、 银电池材料等。


图1是本发明方法制备的超细过氧化银粉末采用岛津XRD-7000S型X射线衍射仪 分析其晶体结构所得的XRD图谱;
图2是本发明方法制备的超细过氧化银粉末采用JSM-6700FXIB型扫描电子显微镜对 其形貌、粒径大小进行分析所得的SEM图3是本发明方法制备的超细过氧化银粉末采用CPY-2P型高温差热分析仪对其热分 解过程进行研究所得的DTA曲线图。
具体实施例方式下面结合附图和具体实施方式
对本发明进行详细说明。本发明提供的制备过氧化银超细粉末的方法,包括以下操作步骤 步骤1,
预备浓度为0. IOmol/L 0. 20mol/L的硝酸银溶液和浓度为0. 6mol/L 5. 6mol/L的 氢氧化钠溶液,硝酸银溶液与氢氧化钠溶液的体积比为4:1; 步骤2,
将硝酸银溶液移入三孔反应器中,加热至25°C 55°C,同时启动搅拌器,在2000r/min 的搅拌速度下,将氢氧化钠溶液缓慢加入硝酸银溶液中,得到混合溶液,该混合溶液中有析 出的棕黄色活性Ag2O微晶; 步骤3,
将析有Ag2O微晶的混合溶液移入气液反应器中,在反应温度控制在25 55°C的条件 下,通过臭氧发生器往气液反应器中通入臭氧1 5h,得到黑色沉淀,过滤沉淀物得到AgO 湿粉,用去离子水清洗AgO湿粉,再在70 100°C条件下烘干3 5小时,即得到干燥的超 细过氧化银粉末。通过上述制备方法,得到粒径为200nm左右的AgO粉末;用亚锰离子法测定其纯度 为 50% 89%ο本发明提供的制备AgO粉末的方法,通过在硝酸银碱性溶液中通入臭氧,臭氧与 一价银离子发生氧化反应得到纯度高、杂质离子少、无污染的超细过氧化银粉末。相比已有 的制备AgO的方法不仅工艺条件简单、所需成本低、不排放污染物,而且纯度高,只要臭氧通入时间足够长就可以得到具有高纯度的超细AgO粉末。除此之外,本发明制备的AgO粉 末在常温下具有很高的稳定性,当环境温度升高到170°C时才开始缓慢分解失去氧形成+1 价的Ag2O,这表明本发明制备的超细AgO粉末在常温下具有很高的稳定性。图1是本发明方法制备的超细过氧化银粉末采用岛津XRD-7000S型X射线衍射仪 分析其晶体结构所得的XRD图谱。测试使用Cu靶,管电压为40kV,电流为30mA,扫描速度 10° /min,扫描角度范围为20° 90°。将测试所得的XRD数据与JCPDS标准卡片进行对 比,发现该衍射图与单斜晶系的AgO (PDF#43-1038)衍射图匹配,因而确认制备的粉末是单 斜 AgO。图2是本发明方法制备的超细过氧化银粉末采用JSM-6700FXIB型扫描电子显微 镜对其形貌、粒径大小进行分析所得的SEM图。从图中可以看出粉末具有短棒状形貌,其大 部分颗粒的直径在200nm左右。图3是本发明方法制备的超细过氧化银粉末采用CPY-2P型高温差热分析仪对其 热分解过程进行研究所得的DTA曲线图。从图中可以看出制备的AgO粉末在常温下具有很 高的稳定性,当环境温度升高到170°C时才开始缓慢分解失去氧形成+1价的Ag2O,这表明 超细AgO在常温下具有很高的稳定性。实施例1
将200mL的0. lOmol/L硝酸银溶液加入500mL的三孔反应器中并置于恒温水浴锅中加 热至25°C,同时启动搅拌器,在2000r/min搅拌速度下,将50mL的0. 6mol/L的氢氧化钠溶 液通过加料器慢慢加入硝酸银溶液中,得到混合溶液,该混合溶液中有析出的棕黄色活性 Ag2O微晶。然后将析有Ag2O微晶的混合溶液移入气液反应器中,在反应温度控制在25°C的 条件下,通过臭氧发生器往气液反应器中通入臭氧lh,得到黑色沉淀,过滤沉淀物得到AgO 湿粉,用去离子水清洗AgO湿粉,再在70°C条件下烘干湿粉5小时,即得到干燥的超细过氧 化银粉末。经亚锰离子还原法分析测定所得产物中AgO的含量为50. 1%。实施例2
将200mL的0. 15mol/L硝酸银溶液加入500mL的三孔反应器中并置于恒温水浴锅中加 热至35°C,同时启动搅拌器,在2000r/min搅拌速度下,将50mL的3. 6mol/L的氢氧化钠溶 液通过加料器慢慢加入硝酸银溶液中,得到混合溶液,该混合溶液中有析出的棕黄色活性 Ag2O微晶。然后将析有Ag2O微晶的混合溶液移入气液反应器中,在反应温度控制在35°C 的条件下,通过臭氧发生器往气液反应器中通入臭氧3h,得到黑色的沉淀,过滤沉淀物得到 AgO湿粉,用去离子水清洗AgO湿粉,再在90°C条件下烘干湿粉4小时,即得到干燥的超细 过氧化银粉末。经亚锰离子还原法分析测定所得产物中AgO的含量为72%。实施例3
将200mL的0. 2mol/L硝酸银溶液加入500mL的三孔反应器中并置于恒温水浴锅中加 热至55°C,同时启动搅拌器,在2000r/min搅拌速度下,将50mL的5. 6mol/L的氢氧化钠溶 液通过加料器慢慢加入硝酸银溶液中,得到混合溶液,该混合溶液中有析出的棕黄色活性 Ag2O微晶。然后将析有Ag2O微晶的混合溶液移入气液反应器中,在反应温度控制在55°C 的条件下,通过臭氧发生器往气液反应器中通入臭氧5h,得到黑色的沉淀,过滤沉淀物得到 AgO湿粉,用去离子水清洗AgO湿粉,然后在10(TC条件下烘干得到的粉末3小时,即得到干 燥的超细过氧化银粉末。经亚锰离子还原法分析测定所得产品中AgO的含量为89%。
权利要求
一种制备过氧化银超细粉末的方法,其特征在于,包括以下操作步骤步骤1,预备浓度为0.10mol/L~0.20mol/L的硝酸银溶液和浓度为0.6mol/L~5.6mol/L的氢氧化钠溶液,硝酸银溶液与氢氧化钠溶液的体积比为41;步骤2,将硝酸银溶液加热至25℃~55℃,在2000r/min的搅拌速度下,将氢氧化钠溶液加入硝酸银溶液中,得到混合溶液,该混合溶液中有析出的棕黄色活性Ag2O微晶;步骤3,将反应温度控制在25~55℃的条件下,往步骤2得到的析有Ag2O微晶的混合溶液中通入臭氧1~5小时,得到黑色沉淀,过滤沉淀物得到AgO湿粉,用去离子水清洗AgO湿粉,再在70~100℃条件下烘干3~5小时,即得到干燥的过氧化银粉末。
全文摘要
本发明提供一种制备过氧化银超细粉末的方法,先将硝酸银溶液加热至25℃~55℃,在2000r/min的搅拌速度下,将氢氧化钠溶液加入硝酸银溶液中,得到混合溶液,该混合溶液中有析出的棕黄色活性Ag2O微晶;再在反应温度控制在25~55℃的条件下,往析有Ag2O微晶的混合溶液中通入臭氧1~5小时,得到黑色沉淀,过滤沉淀物得到AgO湿粉,用去离子水清洗AgO湿粉,再在70~100℃条件下烘干3~5小时,即得到干燥的粒径为200nm的过氧化银粉末。其优点是,通过该方法制备的AgO超细粉末,具有纯度高、晶型完整、粒径小,操作工艺和制备设备简单,无污染物排放的优点。
文档编号C01G5/00GK101811724SQ20101015369
公开日2010年8月25日 申请日期2010年4月23日 优先权日2010年4月23日
发明者冯慧, 冯拉俊, 沈文宁 申请人:西安理工大学;陕西省动物研究所
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