CN105597684B - 一种利用气‑固反应酯化改性制备疏水硅胶的方法 - Google Patents

一种利用气‑固反应酯化改性制备疏水硅胶的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN105597684B
CN105597684B CN201510652217.5A CN201510652217A CN105597684B CN 105597684 B CN105597684 B CN 105597684B CN 201510652217 A CN201510652217 A CN 201510652217A CN 105597684 B CN105597684 B CN 105597684B
Authority
CN
China
Prior art keywords
silica gel
washed
gas
neutrality
maleic anhydride
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201510652217.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105597684A (zh
Inventor
黄维秋
谭小兵
吕爱华
王翊红
许继星
刘鹏
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Changzhou Yiting Environmental Protection Science & Technology Co ltd
Original Assignee
Changzhou University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Changzhou University filed Critical Changzhou University
Priority to CN201510652217.5A priority Critical patent/CN105597684B/zh
Publication of CN105597684A publication Critical patent/CN105597684A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105597684B publication Critical patent/CN105597684B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
  • Silicon Compounds (AREA)

Abstract

本发明具体涉及一种新型疏水改性硅胶的方法。首先将吸水硅胶微粒进行热除杂,然后把热除杂后的硅胶微粒浸入一定低浓度的KOH溶液中,并用超声波处理,处理后用去离子水洗至中性,真空干燥,并将干燥后的硅胶微粒与马来酸酐(酯化剂)、次亚磷酸钠(催化剂)按一定比例混合均匀,装入坩埚式过滤器后放入水热反应釜中,在预定温度下进行气‑固反应酯化改性,冷却至室温后洗涤至中性,真空干燥至恒重,制得对非极性物质吸附效果更好的新型硅胶。

Description

一种利用气-固反应酯化改性制备疏水硅胶的方法
技术领域
本发明属于新材料制备领域,具体涉及一种疏水硅胶的制备方法。
背景技术
硅胶是一种多孔材料,孔表面含有丰富的羟基,表现为较强的极性,现代工业中普遍作为干燥剂,因极性较强,其吸油性能很难满足要求,这大大的限制了硅胶在有机物专用吸附剂方面的应用。近几年来对硅胶进行表面疏水化改性,制得疏水硅胶用来吸附非极性物质研究比较热门。常见的疏水改性方法有高温处理、添加组分热处理和酸及有机硅化物浸泡等方法将硅胶孔表面的羟基脱除或者被疏水基团替代,从而得到疏水性的硅胶。常见的方法中高温处理改性后的硅胶收率较低,且疏水性能并不好,酸及有机硅化物浸泡方法属于溶剂法,该法所用的硅源为成品硅胶,亲水性的硅胶与改性剂间界面相容性差,造成硅胶化学活性较低,导致硅胶难以均匀改性,且改性过程中常需要用到大量有机溶剂,增加成本和产物后处理难度,不利于环保。本发明以细孔吸水硅胶微粒为原料,首先将硅胶浸入碱液并超声波处理,再利用马来酸酐易升华成气态的特点,通过气-固应酯化改性,制备出一种廉价并且对非极性物质吸附效果更优越的新型硅胶。
根据本发明技术特点检索了国内外数据库,发现有关以硅胶为原料制备疏水硅胶的报道和专利比较多。例如,杨宝德等人采用硅溶胶和硅胶粉混合的方法,经老化后制得一种疏水硅胶;铃木崇等人将硅胶进行热改性,或添加第二组分后进行热改性得到一种疏水硅胶;中国专利CN101108731提出一种以不饱和烃基、烷基等为表面改性助剂来改性硅胶的方法;中国专利CN104558543A提出一种通过直接引发单体聚合制备具有生物相容性的高分子聚合物改性硅胶的方法。但尚未见到以吸水硅胶微粒为原料,将其浸入碱液后进行超声波处理,通过气-固反应酯化改性,制备疏水性更好、吸附效果更优越的新型硅胶的报道。
发明内容
针对背景技术中存在的问题和不足,本发明的目的在于以廉价的吸水硅胶为原材料,通过对其进行处理及改性,制备一种新型非极性硅胶。
本发明的技术方案是首先将吸水硅胶微粒进行热除杂,然后把预处理后的硅胶微粒浸入低浓度的KOH溶液中,对其进行超声波处理,处理后用去离子水洗至中性,真空干燥,并将干燥后的硅胶微粒与马来酸酐(酯化剂)、次亚磷酸钠(催化剂)按一定比例混合均匀,装入坩埚式过滤器后放入水热反应釜中,在预定温度下进行气-固反应酯化改性,冷却至室温后洗涤至中性,真空干燥至恒重,制得对非极性物质吸附效果更好的新型硅胶。
本发明采用的技术方案具体包括如下步骤:
(1)吸水硅胶的热除杂:将普通吸水细孔硅胶微粒放入培养皿中,并置于真空干燥箱中,设置温度为100℃间为4h,得到热除杂预处理后的硅胶。
(2)硅胶的浸碱超声波处理:将步骤1中预处理后的硅胶放入空烧杯中,加入20~40mL浓度为3%~8%的KOH溶液,超声波处理2h,再用去离子水反复洗涤直至中性。
(3)硅胶的真空干燥处理:将步骤2中得到的硅胶微粒放入培养皿中,并置于真空气氛烧结炉中,设置温度为120℃,时间为12h,得到处理后的硅胶。
(4)气-固反应酯化改性硅胶:将步骤3中真空干燥后的硅胶微粒与马来酸酐、次亚磷酸钠按一定比例混合均匀,装入坩埚式过滤器后放入水热反应釜中,在预定温度下(<160℃)进行气-固反应酯化改性,其中反应时间为7~15h,反应温度为90~140℃,硅胶、马来酸酐与亚次磷酸钠的质量比为1:1.2:0.1~0.3,待反应物冷却至常温后,先用乙醇洗涤二次,再用蒸馏水反复洗至中性,最后在真空气氛烧结炉中120℃下真空干燥至恒重,制得对非极性物质吸附效果更好的新型硅胶。
本发明的优点在于:
(1)本发明原料吸水硅胶廉价且来源广泛;
(2)本发明利用超声波处理,让KOH溶液更易进入硅胶孔结构中;
(3)本发明利用马来酸酐易升华成气态的特点,渗入硅胶中进行气-固反应,一定程度上解决了亲水性的硅胶与酯化剂间界面相容性差的缺点,提高了硅胶的反应活性;
(4)本发明针对吸附剂进行简单易行的酯化改性,可有效提高其疏水性及吸附有机物的能力。
具体实施例
下面通过一些实施例具体说明本专利,但本发明不受实施例限制:
实施例1:
(1)将20g普通吸水细孔硅胶微粒放入培养皿中,并置于真空干燥箱中,设置温度为100℃,真空干燥时间为4h,得到热除杂预处理后的硅胶。
(2)将步骤1中预处理后的硅胶放入50mL烧杯中,加入20mL浓度为3%的KOH溶液,超声波处理2h,再用去离子水反复洗涤直至中性。
(3)将步骤2中得到的硅胶微粒放入培养皿中,并置于真空气氛烧结炉中,设置温度为120℃,时间为12h,得到处理后的硅胶1。
实施例2:
参照实施例1,获得处理后的硅胶,将该硅胶微粒与马来酸酐、次亚磷酸钠按一定比例混合均匀,装入坩埚式过滤器后放入水热反应釜中,在预定温度下进行气-固反应酯化改性,其中反应时间为7h,反应温度为90℃,硅胶、马来酸酐与亚次磷酸钠的质量比为1:1.2:0.1,待反应物冷却至常温后,先用乙醇洗涤二次,再用蒸馏水反复洗至中性,最后在真空气氛烧结炉中120℃下真空干燥至恒重,制得对非极性物质吸附效果更好的新型硅胶2。
实施例3:
参照实施例1,获得处理后的硅胶,将该硅胶微粒与马来酸酐、次亚磷酸钠按一定比例混合均匀,装入坩埚式过滤器后放入水热反应釜中,在预定温度下进行气-固反应酯化改性,其中反应时间为10h,反应温度为90℃,硅胶、马来酸酐与亚次磷酸钠的质量比为1:1.2:0.1,待反应物冷却至常温后,先用乙醇洗涤二次,再用蒸馏水反复洗至中性,最后在真空气氛烧结炉中120℃下真空干燥至恒重,制得对非极性物质吸附效果更好的新型硅胶3。
实施例4:
参照实施例1,获得处理后的硅胶,将该硅胶微粒与马来酸酐、次亚磷酸钠按一定比例混合均匀,装入坩埚式过滤器后放入水热反应釜中,在预定温度下进行气-固反应酯化改性,其中反应时间为13h,反应温度为90℃,硅胶、马来酸酐与亚次磷酸钠的质量比为1:1.2:0.1,待反应物冷却至常温后,先用乙醇洗涤二次,再用蒸馏水反复洗至中性,最后在真空气氛烧结炉中120℃下真空干燥至恒重,制得对非极性物质吸附效果更好的新型硅胶4。
实施例5:
参照实施例1,获得处理后的硅胶,将该硅胶微粒与马来酸酐、次亚磷酸钠按一定比例混合均匀,装入坩埚式过滤器后放入水热反应釜中,在预定温度下进行气-固反应酯化改性,其中反应时间为13h,反应温度为110℃,硅胶、马来酸酐与亚次磷酸钠的质量比为1:1.2:0.1,待反应物冷却至常温后,先用乙醇洗涤二次,再用蒸馏水反复洗至中性,最后在真空气氛烧结炉中120℃下真空干燥至恒重,制得对非极性物质吸附效果更好的新型硅胶5。
实施例6:
参照实施例1,获得处理后的硅胶,将该硅胶微粒与马来酸酐、次亚磷酸钠按一定比例混合均匀,装入坩埚式过滤器后放入水热反应釜中,在预定温度下进行气-固反应酯化改性,其中反应时间为13h,反应温度为130℃,硅胶、马来酸酐与亚次磷酸钠的质量比为1:1.2:0.1,待反应物冷却至常温后,先用乙醇洗涤二次,再用蒸馏水反复洗至中性,最后在真空气氛烧结炉中120℃下真空干燥至恒重,制得对非极性物质吸附效果更好的新型硅胶6。
实施例7:
参照实施例1,获得处理后的硅胶,将该硅胶微粒与马来酸酐、次亚磷酸钠按一定比例混合均匀,装入坩埚式过滤器后放入水热反应釜中,在预定温度下进行气-固反应酯化改性,其中反应时间为13h,反应温度为130℃,硅胶、马来酸酐与亚次磷酸钠的质量比为1:1.2:0.2,待反应物冷却至常温后,先用乙醇洗涤二次,再用蒸馏水反复洗至中性,最后在真空气氛烧结炉中120℃下真空干燥至恒重,制得对非极性物质吸附效果更好的新型硅胶7。
实施例8:
参照实施例1,获得处理后的硅胶,将该硅胶微粒与马来酸酐、次亚磷酸钠按一定比例混合均匀,装入坩埚式过滤器后放入水热反应釜中,在预定温度下进行气-固反应酯化改性,其中反应时间为13h,反应温度为130℃,硅胶、马来酸酐与亚次磷酸钠的质量比为1:1.2:0.3,待反应物冷却至常温后,先用乙醇洗涤二次,再用蒸馏水反复洗至中性,最后在真空气氛烧结炉中120℃下真空干燥至恒重,制得对非极性物质吸附效果更好的新型硅胶8。
上述实施例中,实施例1中硅胶1为没有进行气-固反应酯化改性,实施例2~实施例8分别改变气-固相反应时间、气-固相反应温度和硅胶、马来酸酐与亚次磷酸钠的质量比来制备不同的硅胶。
新型硅胶疏水亲油的性能评价
新型硅胶吸附性能通过同样条件下其油气吸附率和吸水率的测试结果进行评价。油气吸附率和吸水率按公式(1)进行计算:
式中:X——吸附剂的油气(水)吸附率,%;
m1——吸附油气(水)前吸附剂的质量,g;
m2——吸附油气(水)后吸附剂的质量,g。
实施例的实验结果如下表1所示。
表1新型硅胶的性能试验数据表
根据表1中显示的新型硅胶的油气吸附率及吸水率可以看出:催化剂浓度、反应温度、反应时间对吸附剂的吸附性能均有影响;可知新型疏水硅胶的最优制备条件为:气-固相反应时间13h,气-固相反应温度130℃,硅胶、马来酸酐与亚次磷酸钠的质量比为1:1.2:0.3。

Claims (5)

1.一种疏水硅胶,其特征在于:首先将吸水硅胶微粒进行热除杂,然后把热除杂处理后的硅胶微粒浸入浓度为3%~8%的KOH溶液进行超声波处理,处理后用去离子水洗至中性,真空干燥,并将干燥后的硅胶微粒与马来酸酐、次亚磷酸钠按质量比1:1.2:0.1~0.3混合均匀,装入坩埚式过滤器后放入水热反应釜中,在反应时间7~15h、反应温度90~140℃的条件下进行气-固反应酯化改性,冷却至室温后洗涤至中性,真空干燥至恒重,制得对非极性物质吸附效果更好的硅胶。
2.如权利要求1所述的一种疏水硅胶,其特征在于:所述吸水硅胶的热除杂步骤是将普通吸水细孔硅胶微粒放入培养皿中,并置于真空干燥箱中,设置温度为100℃,真空干燥时间为4h,得到热除杂后的硅胶。
3.如权利要求1所述的一种疏水硅胶,其特征在于:所述硅胶的浸碱超声波处理步骤是将热除杂处理后的硅胶放入空烧杯中,加入20~40mL浓度为3%~8%的KOH溶液,超声波处理2h,再用去离子水反复洗涤直至中性。
4.如权利要求1所述的一种疏水硅胶,其特征在于:所述硅胶的真空干燥处理步骤是将浸碱超声波处理得到的硅胶微粒放入培养皿中,并置于真空气氛烧结炉中,设置温度为120℃,时间为12h,得到处理后的硅胶。
5.如权利要求1所述的一种疏水硅胶,其特征在于:所述气-固反应酯化改性硅胶的步骤是将真空干燥后的硅胶微粒与马来酸酐、次亚磷酸钠按一定比例混合均匀,装入坩埚式过滤器后放入水热反应釜中,在反应温度为90~140℃下进行气-固反应酯化改性,其中反应时间为7~15h,硅胶、马来酸酐与亚次磷酸钠的质量比为1:1.2:0.1~0.3,待反应物冷却至常温后,先用乙醇洗涤二次,再用蒸馏水反复洗至中性,最后在真空气氛烧结炉中120℃下真空干燥至恒重,制得对非极性物质吸附效果更好的硅胶。
CN201510652217.5A 2015-10-10 2015-10-10 一种利用气‑固反应酯化改性制备疏水硅胶的方法 Active CN105597684B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510652217.5A CN105597684B (zh) 2015-10-10 2015-10-10 一种利用气‑固反应酯化改性制备疏水硅胶的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510652217.5A CN105597684B (zh) 2015-10-10 2015-10-10 一种利用气‑固反应酯化改性制备疏水硅胶的方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105597684A CN105597684A (zh) 2016-05-25
CN105597684B true CN105597684B (zh) 2017-11-17

Family

ID=55978350

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510652217.5A Active CN105597684B (zh) 2015-10-10 2015-10-10 一种利用气‑固反应酯化改性制备疏水硅胶的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105597684B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111394881A (zh) * 2020-04-15 2020-07-10 巢湖市翔宇渔具有限公司 一种硅胶增强耐老化渔网制备方法
CN114247418A (zh) * 2021-12-22 2022-03-29 苏州东杏新材料科技有限公司 一种疏水疏油化改性硅胶吸附剂及其制备方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2805958A (en) * 1955-03-08 1957-09-10 Gen Electric Preparation of hydrophobic silicas
CN1408809A (zh) * 2002-09-16 2003-04-09 陈新萍 一种用于三元复合驱的防垢剂及其应用

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2805958A (en) * 1955-03-08 1957-09-10 Gen Electric Preparation of hydrophobic silicas
CN1408809A (zh) * 2002-09-16 2003-04-09 陈新萍 一种用于三元复合驱的防垢剂及其应用

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Effect of hydrophobic and hydrophilic properties of solid acid catalysts on the esterification of maleic anhydride with ethanol;M. Bhagiyalakshmi等;《Catalysis Communications》;20080328;第9卷;第2007-2012页 *
油气吸附剂及其改性方法;黄维秋等;《环境工程学报》;20100930;第4卷(第9期);第1926-1931页 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN105597684A (zh) 2016-05-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104148021B (zh) 一种用于吸附水中重金属离子的双功能化介孔二氧化硅的制备方法
CN106693898B (zh) 一种掺杂度可控的多孔还原氧化石墨烯吸油材料及其制备方法
CN104741092B (zh) 一种超疏水秸秆吸油剂的制备方法
CN109433153B (zh) 一种纳米氢氧化镧改性的木质素多孔炭及其制备方法和应用
CN107552008A (zh) 一种玉米芯纤维素基水凝胶吸附重金属离子的方法
CN107537451A (zh) 一种多孔沸石空气净化材料及其制备方法
WO2020133849A1 (zh) 一种混合吸附剂及其应用和多不饱和脂肪酸的处理方法和设备
CN105597684B (zh) 一种利用气‑固反应酯化改性制备疏水硅胶的方法
CN103464111B (zh) 十六烷基三甲基溴化铵改性核桃壳吸附剂及其制备方法和应用
CN107376849A (zh) 一种乙二胺四乙酸改性的硅藻土吸附剂及其制备方法和处理废水中重金属离子的应用
CN104059167A (zh) 一种多胺化合物修饰磁性壳聚糖的制备方法及其应用
CN110523371A (zh) 一种改性凹凸棒土及其制备方法和应用
CN106861380A (zh) 一种凹凸棒石粘土干燥剂及制备方法
CN105797677B (zh) 一种高疏水二氧化硅气凝胶的制备方法
CN107827108A (zh) 一种极微孔碳材料及其制备方法
CN105170098B (zh) 一种利用微波‑酯化改性制备疏水硅胶的方法
CN112774630A (zh) 一种再生吸附甲基橙的活性炭吸附剂的制备方法
CN103623618A (zh) 一种以石英砂为载体的疏水性滤料及其制备方法
JP5231294B2 (ja) 揮発性有機化合物吸着材とその製造方法
CN105195116A (zh) 一种β-环糊精修饰多孔葡聚糖凝胶吸附剂的制备方法
CN105642228B (zh) 一种用于吸附烟气中co2的活性炭的制备方法
CN109837746B (zh) 一种水处理用的疏水性聚丙烯纤维及其制备方法
CN111298763A (zh) 一种改性硅胶co2吸附剂及其制备方法与应用
CN105771905A (zh) 一种超声波作用下硅胶疏水化改性方法
CN103585959B (zh) 一种edds改性工程材料及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20240305

Address after: 4th Floor, Block D, Tianrun Technology Building, Changzhou Science and Education City, No. 18 Changwu Middle Road, Wujin District, Changzhou City, Jiangsu Province, 213164

Patentee after: CHANGZHOU YITING ENVIRONMENTAL PROTECTION SCIENCE & TECHNOLOGY CO.,LTD.

Country or region after: China

Address before: Gehu Lake Road Wujin District 213164 Jiangsu city of Changzhou province No. 1

Patentee before: CHANGZHOU University

Country or region before: China

TR01 Transfer of patent right