不含溶剂的银合成及由此制备的银产物的制作方法

不含溶剂的银合成及由此制备的银产物的制作方法
【专利说明】不含溶剂的银合成及由此制备的银产物
相关申请的交叉参考
[0001]本申请要求2012年8月30体提交的美国临时申请系列号61/695，055的优先权，上述申请的内容是本申请的基础并通过参考完整地结合于此。
技术领域
[0002]本发明总体涉及制备金属(即，单质)银。具体来说，本文所述的各种实施方式涉及制备至少基本上不含溶剂的金属银的方法，以及涉及由此制备的金属银。
【背景技术】
[0003]因为它优异的性质(例如高电导率和热导率、可延性、韧性和它的耐腐蚀性)，银广泛用于工业目的。例如，银或银化合物的常见应用和包括它们的产品包括感光材料、电镀、电导体、牙科合金、钎料和钎焊合金、油漆、珠宝、硬币、镜子生产、抗菌药物和水净化。
[0004]用于制备金属银的方法包括化学、物理(原子化和研磨)、电化学和热降解技术。各种方法通常制备具有特征形貌和纯度的颗粒，其最终主导它的功能性质。在各种现有技术中，就颗粒形貌、制造成本和大量制造的放大效率而言，基于化学沉淀的方法提供独特的优势。
[0005]在溶液中沉淀金属银通常涉及化学反应，其中用还原剂处理溶解的银盐物质来制备金属银，其从溶液中沉淀出来。尽管现有方法较简单且包括快速的还原反应，但用于这种方法的还原剂常常是有毒的和/或致癌的，且当大量实施时可导致安全和健康问题。
[0006]为了解决这些关注，开发了使用醇或多元醇的方法。这些方法通常涉及使用加热的醇或多元醇在保护配体存在下还原银盐物质，其同时用作还原剂和溶剂。这些醇或多元醇方法的主要不足是使用大量的有机溶剂来溶解金属盐，因此产生大量的化学废弃物。
[0007]因此，仍然需要改善的可用于制备金属银的技术。如果这些方法更加简单、化学强度低和更廉价且同时还易于商业规模制备金属银，将是特别有优势的。本发明正是涉及提供这种技术。

【发明内容】

[0008]本文所述的是各种制备金属银的方法，以及由此制备的银颗粒。
[0009]一种制备金属银的方法包括使含银化合物和有机酸接触以形成至少基本上不含溶剂的固体状态的反应混合物，从而有机酸的浓度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。这种方法还可包括下述步骤:将至少基本上不含溶剂的固体状态的反应混合物加热到小于有机酸的熔融温度的温度，保持足以从含银化合物的阳离子银物质产生包括金属银的反应产物的时间。
[0010]在这种方法的一些实施方式中，含银化合物可包括硝酸银、亚硝酸银、氧化银、硫酸银、磷酸银、卤化银或其混合物。类似地，在这种方法的一些重叠的或不重叠的实施方式中，有机酸可包括乳酸、柠檬酸、草酸、抗坏血酸、富马酸、顺丁烯二酸或其混合物。
[0011]在这种方法的一些实施方式中，接触步骤可在催化剂的存在下进行，从而至少基本上不含溶剂的固体状态的反应混合物包括催化性有效量的催化剂。在一些这种情况下，催化剂可包括含碱金属的化合物。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。
[0012]取决于情况，加热步骤的温度可为至少约50°C O在一实施例中，加热步骤的温度可约为100°C -150°c。类似地，取决于情况，加热的时间可约为10分钟-约24小时。在一实施例中，加热的时间约为15分钟-约5小时。
[0013]在一些实施方式中，这种方法可包括下述步骤:从反应产物回收金属银。在这样的一种实施方式中，回收需要在溶剂中处理反应产物，从而使金属银分散于溶剂中且使反应产物的剩余部分溶解于溶剂中，然后将金属银从溶剂分离而使反应产物的剩余部分溶解于溶剂中。
[0014]当实施回收步骤时，这种方法还可涉及在回收步骤之前冷却反应产物。
[0015]在这种方法的一些实施方式中制备的金属银的制备产率分数可大于90%。
[0016]根据刚刚如上所述的这种方法的一种或更多种实施方式，可制备一种金属银产物。金属银产物可包括小于20百万分之份数的非银金属。附加的或可选的，金属银产物的平均粒度可为小于或等于约I微米。
[0017]另一种制备金属银的方法包括在存在包括含碱金属的化合物的催化性有效量的催化剂时，使含银化合物和有机酸接触以形成至少基本上不含溶剂的固体状态的反应混合物，从而有机酸的浓度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。这种方法还可包括下述步骤:将至少基本上不含溶剂的固体状态的反应混合物加热到小于有机酸的熔融温度的温度，保持约10分钟-24小时，以从含银化合物的阳离子银物质产生包括金属银的反应产物。这种方法还可包括下述步骤:冷却反应产物。这种方法还可包括下述步骤:在溶剂中处理冷却的反应产物，从而使金属银分散于溶剂中且使冷却的反应产物的剩余部分溶解于溶剂中，然后将金属银从溶剂分离而使反应产物的剩余部分溶解于溶剂中。
[0018]在这种方法的一些实施方式中，含银化合物可为硝酸银，有机酸可为抗坏血酸，且含碱金属的化合物可为硝酸钠。
[0019]根据刚刚如上所述的这种方法的一种或更多种实施方式，可制备另一种金属银产物，从而金属银产物包括小于20ppm的非银金属，且平均粒度小于或等于约I微米。
[0020]应理解，前面的一般性描述和以下的详细描述介绍了各种实施方式，用来提供理解要求保护的主题的性质和特性的总体评述或框架。包括的附图提供了对各种实施方式的进一步的理解，附图被结合在本说明书中并构成说明书的一部分。附图以图示形式说明了本文所述的各种实施方式，并与说明书一起用来解释要求保护的主题的原理和操作。
【附图说明】
[0021]图1是根据实施例1制备的银产物的粉末X射线衍射图谱。
[0022]图2是根据实施例2制备的银产物的粉末X射线衍射图谱。
[0023]图3是根据实施例3制备的银产物的粉末X射线衍射图谱。
[0024]图4是根据实施例4制备的银产物的粉末X射线衍射图谱。
[0025]图5是根据实施例5制备的银产物的粉末X射线衍射图谱。
[0026]从以下详细描述、附图和所附权利要求书能明显地看出本发明的上述及其他方面、优点和显著特征。
具体描述
[0027]现在参考附图，其中在几个视图中相似的附图标记表示相似的部分，下面将详细描述示例实施方式。在本说明书全文中，各种组件可确定具有具体的数值或参数。但是，提供这些项目作为本发明的示例。实际上，示例性实施方式没有限制各种方面和概念，因为可实施许多可比拟的参数、尺寸、范围和/或值。类似地，术语“第一”、“第二”、“伯”、“仲”、“顶部”、“底部”、“远端”、“近端”等不表示任何顺序、数量或重要程度，仅用来将一种元素与另一种进行区分。此外，术语“一个”、“一种”和“该”并不表示数量的限制，而是表示存在“至少一个”所述项目。
[0028]本文所述的方法总体基于使用固体有机酸将固体含银化合物的阳离子银物质还原成金属(即，单质)银。这些方法优选地提供至少基本上不含溶剂的合成、温和的反应条件和显著更少的化学废弃物。如本文所使用，术语“至少基本上不含溶剂的” “至少基本上不含溶剂”和互换使用其它类似的变体，用于指在导致形成金属银的任何加工步骤中，没有向任何原料或反应混合物(其包括所有的原料)故意添加或使用溶剂。应理解，至少基本上不含溶剂的原料或反应混合物可能因为污染而不小心地包括少量的溶剂或者它可不含溶剂。如本文所使用，术语“溶剂”用于包括液体，原料或反应混合物在该液体中分散、悬浮或至少部分溶剂化。
[0029]这些方法总体包括下述步骤:形成至少基本上不含溶剂的固体状态的反应混合物，其包括含银化合物和有机酸，然后将反应混合物在能从含银化合物的阳离子银物质形成包括金属银的反应产物的温度和时间下加热。如上所述，有机酸用作还原剂，其用于在加热步骤中，将阳离子银物质还原到它的金属或单质状态。
[0030]一般地，形成(不含溶剂的固体状态)反应混合物涉及使固体含银化合物和有机酸接触。这可通过下述实现:例如，将含银化合物的颗粒和有机酸的颗粒组合或混合，在含银化合物的固体整体件体上处理有机酸颗粒，反之亦然，等等。在所述方法的一些实施方式中，可在组合或混合含银化合物和有机酸之和形成固体整体件体。
[0031]含银化合物的选择不限于特定组合物，因为本文所述的方法可使用任何种类的材料选择来制备金属银。例如，含银化合物可包括两元化合物(如硝酸银、亚硝酸银、硫酸银、磷酸银、卤化银等)，包括阳离子银物质和不同的阳离子物质的三元或多元化合物，它们的混合物，或者包括一个或多个上述含银化合物和非含银化合物的组合。
[0032]类似地，有机酸的选择不限于特定组合物，因为本文所述的方法可使用任何种类的材料选择来制备金属银。对于有机酸的唯一要求 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 催化剂，来制备金属银粉末。
[0059]将约8.0克的硝酸银、约9.95克的抗坏血酸和约0.8克的硝酸钠在陶瓷坩锅中充分混合。这对应于抗坏血酸的量相对于阳离子银的量是化学计量过量的。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PXRD，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。
[0060]图2是根据本实施例制备的干燥沉淀物产品的PXRD图谱。图2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Ippm的钠、销、妈和铜；小于约5ppm的钾；和小于约2ppm的镲。因此，在本实施例中可制备高纯度金属银。
[0061]实施例3
[0062]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。
[0063]精确实施如实施例2所述的步骤，但加热步骤中，将粉末反应混合物在约130°C下保持约3小时。
[0064]图3是根据本实施例制备的干燥沉淀物产品的PXRD图谱。图3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Ippm的钠、销、妈和铜；小于约5ppm的钾；和小于约2ppm的镲。因此，在本实施例中可制备高纯度金属银。
[0065]实施例4
[0066]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。
[0067]将约8.0克的硝酸银、约9.94克的抗坏血酸和约1.6克的硝酸钠在陶瓷坩锅中充分混合。这对应于抗坏血酸的量相对于阳离子银的量是化学计量过量的，并相对于实施例2反应混合物将含碱金属的化合物催化剂的量翻倍。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PXRD，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。
[0068]图4是根据本实施例制备的干燥沉淀物产品的PXRD图谱。图4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Ippm的钠、销、妈和铜；小于约5ppm的钾；和小于约2ppm的镲。因此，在本实施例中可制备高纯度金属银。
[0069]实施例5
[0070]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。但是，与其中硝酸银和硝酸钠是市售粉末的上面的实施例1-4不同，本实施例这些材料的来源是消耗的固体银离子交换浴，其初始组成为约50重量％的硝酸银和约50重量％的磷酸钾。
[0071]首先，将固体样品粉碎和研磨成粉末。然后，将约12克的粉末样品和约8.0克的抗坏血酸在玻璃烧杯中充分混合。将混合物置于空气对流炉中，然后在约100°c并保持约30分钟。在约30分钟之后，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PXRD，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。
[0072]图5是根据本实施例制备的干燥沉淀物产品的PXRD图谱。图5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Ippm的钠、销、妈和铜；小于约5ppm的钾；和小于约2ppm的镲。因此，在本实施例中可制备高纯度金属银。
[0073]从上面的说明书和实施例可知，因为它们的简单、经济特征和工业放大的能力，本文所述的方法是有用的特别是在粉末冶金领域。
[0074]虽然为了说明提出了典型的实施方式，但是前面的描述不应被认为是对本说明书或所附权利要求书范围的限制。因此，在不偏离本说明书或者所附权利要求书的精神和范围的情况下，本领域技术人员可进行各种变更、修改和替换。
【主权项】
1.一种用于制备金属银的方法，所述方法包括: 使含银化合物和有机酸接触以形成至少基本上不含溶剂的固体状态的反应混合物，其中有机酸的浓度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；和 将至少基本上不含溶剂的固体状态的反应混合物加热到小于有机酸的熔融温度的温度，保持足以从含银化合物的阳离子银物质产生包括金属银的反应产物的时间。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述含银化合物包括硝酸银、亚硝酸银、氧化银、硫酸银、磷酸银、卤化银或其混合物。3.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述有机酸包括乳酸、柠檬酸、草酸、抗坏血酸、富马酸、顺丁烯二酸或其混合物。4.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，接触步骤在催化剂的存在下进行，且至少基本上不含溶剂的固体状态的反应混合物包括催化性有效量的催化剂。5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，催化剂包括含碱金属的化合物。6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述含碱金属的化合物的阴离子物质与含银化合物的阴离子物质相同。7.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，加热的温度为至少约50°C。8.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，加热的温度约为100°C-150°C。9.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，加热的时间约为10分钟-约24小时。10.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，加热的时间约为15分钟-约5小时。11.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，还包括从反应产物回收金属银。12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述回收包含: 在溶剂中处理反应产物，其中金属银分散于溶剂中且反应产物的剩余部分溶解于溶剂中-M 将金属银从溶剂分离而使反应产物的剩余部分溶解于溶剂中。13.如权利要求11或12所述的方法，其特征在于，还包括在从反应产物回收金属银之前冷却反应产物。14.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，制备的金属银的产率分数大于90%。15.用如权利要求1所述的方法制备的金属银产物。16.如权利要求15所述的金属银产物，其特征在于，所述金属银产物包括小于20ppm的非银金属。17.如前述权利要求中任一项所述的金属银产物，其特征在于，所述金属银产物的平均粒度小于或等于约I微米。18.一种用于制备金属银的方法，所述方法包括: 在存在包括含碱金属的化合物的催化性有效量的催化剂时，使含银化合物和有机酸接触以形成至少基本上不含溶剂的固体状态的反应混合物，其中有机酸的浓度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； 将至少基本上不含溶剂的固体状态的反应混合物加热到小于有机酸的熔融温度的温度，保持约10分钟-24小时，以从含银化合物的阳离子银物质产生包括金属银的反应产物； 冷却反应产物； 在溶剂中处理反应产物，其中金属银分散于溶剂中且冷却的反应产物的剩余部分溶解于溶剂中；和 将金属银从溶剂分离而使反应产物的剩余部分溶解于溶剂中。19.如权利要求18所述的方法，其特征在于，所述含银化合物是硝酸银，有机酸是抗坏血酸，且含碱金属的化合物是硝酸钠。20.用如权利要求18或19所述的方法制备的金属银产物，其包括小于20ppm的非银金属，且平均粒度小于或等于约I微米。
【专利摘要】本文所述的是制备固体状态金属银或单质银的方法。这些方法总体包括下述步骤：形成至少基本上不含溶剂的固体状态的反应混合物，其包括含银化合物和有机酸,然后将反应混合物在能从含银化合物的阳离子银物质形成金属银的温度和时间下加热。此外，本文所述的是用这些方法制备的金属银或单质银。
【IPC分类】B82Y30/00, B22F1/00, C22B11/02, B22F9/18, B22F9/24
【公开号】CN104884193
【申请号】CN201380051315
【发明人】B·Y·约翰逊, S·O·奥乌苏
【申请人】康宁股份有限公司
【公开日】2015年9月2日
【申请日】2013年8月29日
【公告号】EP2890510A1, US20150307961, WO2014036228A1