CN102757058B - 一种b型大孔容硅胶及其制作方法 - Google Patents

Abstract

一种B型大孔容硅胶及其制作方法，包括如下步骤：A、按传统硅胶工艺由硅酸钠溶液和稀无机酸在涡流式混合反应器内生成原硅酸，经静置固化，二次造粒；B、加温固化，将硅胶置于温度40‑90℃的环境中滞留8‑24小时。C、表面处理，将洗好的二次造粒的硅胶再经过无机盐、无机碱表面处理。修饰硅胶孔内表面硅醇基，碱的选择：氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化锂，无机盐的选择:氯化铵、氯化钠、碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸氢铵；D、强化骨架，即通过无机酸、盐浸泡及热处理技术。将硅胶置于0.01‑10%无机盐溶液中，经水浴加热处理，最后经过100‑200℃热环境烘干制得本发明所述硅胶。本发明制造方法简单，易于规模生产。

Description

一种B型大孔容硅胶及其制作方法

技术领域

本发明涉及一种硅胶生产及其制作方法，尤其涉及一种B型大孔容硅胶及其制作方法。

背景技术

硅胶作为一种干燥剂已被广泛应用于工业化生产、日常生活用品、军工防潮等领域。近年来随着科技的进步，工业技术革新发展，硅胶的新用途也被逐渐的开发出来。例如应用于工业气体分离的变压吸附硅胶、石油化工催化加氢的催化剂载体硅胶、中草药有效活性组分的分离提取的柱层析硅胶等等。这些新的应用领域的开发，对传统硅胶的物化指标有了新的要求。硅胶按孔径分类，细孔硅胶的孔径一般为1-4nm，孔容0.3-0.45ml/g之间；粗孔硅胶孔径一般为8-12nm，孔容0.76-1.1ml/g之间，孔径在5-8nm，统称为B型硅胶。另外还有一种由CN1157260文献披露的大孔硅胶孔径为20-1500nm。随之大孔径的硅胶研制开发成为热门课题，先后各种制备大孔径硅胶的方法被披露，新的技术也被广泛应用于工业化生产，例如专利CN1363514披露了一种水热处理技术制备孔径10-60nm，比表面250-350m2/g，孔容1.00-2.00ml/g的大孔硅胶技术。专利CN1157260披露了一种球状硅胶及其制作方法，通过添加碱助剂扩孔处理制备孔径为10-7500nm的硅胶产品。 以上技术均注重于硅胶大孔径的研制开发，却忽略了纯物质制备、催化剂载体、中草药有效活性组分分离提取工业、民用保湿防潮方面发挥重要作用的B型孔径的硅胶。

发明内容

本发明的目的是提供一种增大孔容的B型大孔容硅胶及其制作方法。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案为：

一种B型大孔容硅胶制作方法，包括如下步骤：

A、按传统硅胶工艺由硅酸钠溶液和稀无机酸在涡流式混合反应器内生成原硅酸，经静置固化，二次造粒；

B、加温固化，将硅胶置于温度40-90℃的环境中滞留8-24小时；

C、表面处理，将洗好的二次造粒的硅胶再经过无机盐、无机碱表面处理；修饰硅胶孔内表面硅醇基，碱的选择：氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化锂，无机盐的选择:氯化铵、氯化钠、碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸氢铵；

D、强化骨架，即通过无机酸、盐浸泡及热处理技术。将硅胶置于0.01-10%无机盐溶液中，经水浴加热处理，最后经过100-200℃热环境烘干制得。

根据所述的一种大孔容硅胶制作方法，其特点在于：所述加温固化温度优选70-90℃，滞留时间优选12-18小时。

根据所述的一种B型大孔容硅胶制作方法，其特点在于：所述表面处理无机酸碱盐优选上述无机物中的盐酸、硫酸、氢氟酸、氯化铵、氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢铵中得一种或多种。浓度优选的采用0.1-8%。

根据所述的一种B型大孔容硅胶制作方法，其特点在于：所述强化骨架是由无机酸或盐溶液浸泡或者是在无机酸、盐溶液浸泡后进行加温处理。所述无机酸或盐溶液指无机酸指盐酸、硫酸、硝酸中的一种或几种；无机盐指氯化铵、氯化钠、碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸氢铵中的一种或几种无机盐的混合溶液。浸泡硅胶用的无机酸或盐溶液浓度为0.1-10%，加温处理技术是指所述的水浴加热处理后经过热环境烘干，加热温度优选的在85-180℃。

根据所述的一种大孔容硅胶制作方法，其特点在于：所述浸泡硅胶用的无机酸或盐溶液浓度优选采用2-5%。加热温度优选采用95-120℃之间。

一种B型大孔容硅胶，其特点在于该硅胶的物化性能为：平均孔径5-8nm，平均比表面积500-800 m2/g，平均孔容0.9-1.5ml/g。

本发明的优点是：由于本发明采用的是传统硅胶制胶工艺参数，即：硅酸钠（泡花碱）浓度在16-23%之间，无机酸浓度在20-35%之间。制得的原硅酸经固化后，孔体积在4.5ml/g左右。采用加温固化初步稳定硅胶表面孔道的骨架强度。然后再进行水洗除杂，而后经表面处理，使得硅胶内部的孔道Si-O诸键得到进一步稳定。分子内和分子间的缩聚维持在一定范围内，同时也使得Si-O质点与水分子在后工序烘干时的应力键角发生改变，维持了较高孔隙率，使得孔道分布比较均匀，并且各孔之间受力比较均衡，在烘干时不致于塌陷或者孔道间融合形成大孔，从而使得本发明生产的硅胶物化性能达到平均孔径在5-8nm，平均比表面积500-800 m2/g，平均孔容0.9-1.5ml/g。强化骨架是对表面处理工序的有效扶助，目的也是通过给硅胶一定的能量，使其体系内诸Si-O键间更佳稳定，并促使内部缩合快速完成。由于无机盐的存在，在Si-O质点与水分子、无机盐分子之间作用力增大，也促使硅胶骨架得到加固。本发明改变了传统B型硅胶的孔容和比表面积，维持了B型硅胶的孔径，使得该硅胶在应用领域和使用方法得到更大改善。本发明制造方法简单，易于规模生产。

具体实施方式

下面以具体实施例对本发明作进一步描述：

一种B型大孔容硅胶及其制作方法，包括如下步骤：

A、按传统硅胶工艺由硅酸钠溶液和稀无机酸在涡流式混合反应器内生成原硅酸，经静置固化，二次造粒；

B、加温固化，将硅胶置于温度40-90℃的环境中滞留8-24小时；

C、表面处理，将二次造粒的硅胶再经过无机盐、无机碱表面处理。修饰硅胶孔内表面硅醇基，碱的选择：氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化锂，无机盐的选择:氯化铵、氯化钠、碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸氢铵；

D、强化骨架，即通过无机酸、盐浸泡及热处理技术。将硅胶置于0.01-10%无机盐溶液中，经水浴加热处理，最后经过100-200℃热环境烘干制得。

在本实施例中所述加温固化温度优选70-90℃，滞留时间优选12-18小时。

在本实施例中所述表面处理无机酸碱盐优选上述无机物中的盐酸、硫酸、氢氟酸、氯化铵、氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢铵中得一种或多种。浓度优选的采用0.1-8%。

在本实施例中所述是由无机酸或盐溶液浸泡或者是在无机酸、盐溶液浸泡后进行加温处理。所述无机酸或盐溶液指无机酸指盐酸、硫酸、硝酸、草酸、柠檬酸中的一种或几种；无机盐指氯化铵、氯化钠、碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸氢铵中的一种或几种无机盐的混合溶液。浸泡硅胶用的无机酸或盐溶液浓度为0.1-10%，加温处理技术，加热温度优选的在85-180℃。

在本实施例中所述浸泡硅胶用的无机酸或盐溶液浓度优选采用2-5%。加热温度优选采用95-120℃之间。

一种B型大孔容硅胶，该硅胶的物化性能为：平均孔径5-8nm，平均比表面积500-800 m2/g，平均孔容0.9-1.5ml/g。

本发明有益效果：本发明的大孔容硅胶在普通硅胶生产工艺要求下配置质量百分比为20-35%硫酸溶液与质量百分比为16-23%（以二氧化硅计）的硅酸钠溶液，经涡流反应器制成原硅酸，凝聚形成湿凝胶，控制反应温度20—50℃，酸性条件下老化一定时间后破碎成不规则透明颗粒或者球形透明颗粒，水洗后加温固化控制温度在40--90℃，再进行表面处理，表面处理完毕后进行骨架强化，再经100--200℃烘干条件下干燥该产品，制得本产品。

表一B型大孔容硅胶加温固化、表面处理、强化骨架实施例表

B型大孔容硅胶实施例的物化性能表

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Claims (4)

1.一种B型大孔容硅胶制作方法，包括如下步骤：

按传统硅胶工艺由硅酸钠溶液和稀无机酸在涡流式混合反应器内生成原硅酸，经静置固化，二次造粒；

B、加温固化，将硅胶置于温度40-90℃的环境中滞留8-24小时；

C、表面处理，将洗好的二次造粒的硅胶再经过无机盐、无机碱表面处理，修饰硅胶孔内表面硅醇基；碱的选择：氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化锂；无机盐的选择：氯化铵、氯化钠、碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸氢铵；

D、强化骨架，即通过无机酸浸泡后再经过无机盐浸泡再进行热处理技术；将硅胶置于0.01-10%无机盐溶液中，经水浴加热处理，最后经过100-200℃热环境烘干。

2.根据权利要求1所述的B型大孔容硅胶制作方法，其特征在于：所述加温固化温度70-90℃，滞留时间12-18小时。

3.根据权利要求1所述的B型大孔容硅胶制作方法，其特征在于：步骤D中，所述无机酸溶液指盐酸、硫酸、硝酸中的一种或几种；步骤D中，无机盐指氯化铵、氯化钠、碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸氢铵中的一种或几种无机盐的混合溶液；步骤D中，浸泡硅胶用的无机酸或盐溶液浓度为0.1-10%，热处理技术是指所述的水浴加热处理后经过热环境烘干。

4.根据权利要求1或2或3所述的B型大孔容硅胶制作方法，其特征在于：所述浸泡硅胶用的无机酸或盐溶液浓度采用2-5%。