CS196046B1 - Způsob úpravy acidobazické reakce povrchu silikagelu - Google Patents

Description

Vynález ee týká úpravy celkové acidobazické reakce povrchu.silikagelu do neutrální oblaBti pH.

Silikagel je tvořen pevnou kostrou globulárního, částečně hydratovaněho kysličníku 1 3 2 křemičitého. Jeho velký vnitřní povrch, řádově 10 - 10 m /g, je pokryt silanolovými skupinami různé lokální četnosti a konfigurace. Následkem nečistot ve výchozích surovinách a výrobního procesu mají průmyslově vyráběné silikagely v siloxanové kostře zabudovány cizí předměty, nejčastěji sloučeniny kovů, např. Fe, Al, Ca, Mg a Na. Tyto kovové nečistoty nepříznivě ovlivňují funkci silikagelu jako adsorbentá a nosiče aktivních látek a častá již při přípravě silikagelu je jejich povrchová koncentrace zmenšována silnými minerálními kyselinami. Podle výrobního postupu bývá celkové acidobazická reakce povrchu silikagelu zřídkakdy neutrální, méně často alkalická a nejčastěji kyselá. Zejména kyselá adsorpční centre mají vysokou sorpční aktivitu a pevně poutají adsorbáty. Při eluci sorbátu tato centra uvolňují adsorbát pomaleji než ostatní povrch silikagelu a zóna desorbované látky je nepříznivě difúzně rozšířena. Výrazně kyselá nebo alkalická místa na povrchu silikagelu působí na některé látky jako acidobazické katalyzátory a za vyšší teploty na nich dochází k nežádoucím přeměnám jak adsorbátů, tak aktivních látek, např. stacionárních fází, jestliže je silikagel použit jako nosič. Popsané negativní jevy se daleko méně projevují na silikagelu, jehož povrch je acidobazický blízký neutrál196 046

188 048 nímu bodu. Ukazatelem neutrální reakce povrchu eilikagelu je pH jeho vodného výluhu.

Snahou je upravit eilikagel tak, aby pH jeho vodného výluhu, tj. suspenze, bylo 7-1.

Z výrobního procesu vychází silikagel zpravidla e kyselou reakcí povrchu; pH vodného výluhu je menáí než 6. Kyselá látky jeou na povrchu pevná adsorbovány, proto pouhá promývání vodou nevede k cíli. Je používáno zředěných vodných roztoků zásad, jako hydroxidů alkalických kovů nebo amoniaku, eventuálně plynného amoniaku, k úpravě pH, Přitom je velmi obtížné řídit změnu pH povrchu, protože předávkovéní alkáliá vede nejen k alkalické reakci povrchu, ale i k částečnému rozpouštění povrchové vrstvy silikagelu, která vede k hlubokým změnám adsorpčních vlastností v důsledku poklesu velikosti hodnoty měrného povrchu, který dosahuje podle druhu eilikagelu až stovek &i²/g. Používané úpravy alkalické reakce povrchu působením kyselin, napřzředěných roztoků minerálních kyselin,- jako kyseliny chlorovodíková nebo sírové, nevedou ke změnám povrchu. Výsledkem však není neutrálně reagující silikagel, nýbrž silně kyselý produkt, jehož kyselost je způsobena adsorpcí kyselin, které není možno ekonomicky přijatelným způsobem vyprat vodou.

Uvedené nedostatky odstraňuje způsob úpravy acldobazické reakce povrchu silikagelu podle uvedeného vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že se silikagel louži vodným roztokem anorganických solí alkalických kovů a/nebo amoniaku při teplotě 0 - 50 °C, načež ee tento roztok solí vymyje vodou a silikagel ee vyeuěí.

K úpravě kyeele reagujícího silikagelu lze e výhodou použít solí slabých kyselin a / · silných zásad, jako např. hydrogenfosforečnanu dvojjsodného nebo dvojdraeelného a/nebo hydrogenuhličitanu sodného nebo draselného. Pro úpravu alkalicky reagujícího silikagelu je výhodné použít solí silných kyselin a slabých zásad, např. dihydrogenfoeforečnanu sodného nebo draselného a/nebo chloridu amonného. Alkalicky nebo kysele reagující ellikagel lze upravovat k neutrálnímu bodu solemi slabých kyselin a slabých zásad, jako např. hydrogenuhličítaném amonným nebo uhličitanem amonným. Je možno použít i solí silných kyselin a silných zásad, jejich účinek je však meněí. Úprava acldobazické reakce povrchu silikagelu působením solných roztoků podle vynálezu se zásadně ódliěuje od přetváření porézní struktury silikagelu, jíž ee dosahuje např. podle DOS č. 2,042,910 působením roztavených solí za teploty vyěěí než 300 °C.

Výhodou popsaného způsobu úpravy acldobazické, reakce povrchu eilikagelu je, že vodný výluh 10 % suspenze upraveného eilikagelu má pH 7 · 1 a úpravou ee, nemění struktura pórů ani velikost měrného povrchu, čímž zůstávají zachovány aorpční charakteristiky tohoto důležitého adsorbentu. Postup úpravy pH lze použit pro eilikagel jako výrobek i pro mokrý silikagel během jeho výrobního procesu, např. po loužení eilikagelu kyselinou a praní vodou.

V níže uvedených příkladech úpravy acldobazické reakce povrchu eilikagelu bylo měřeno pH vodného výluhu silikegelu tak, že byla připravena suspenze z 10 g eilikagelu a 90 ml destilované a čerstvě převařené vody. Suspenze byla za míchání uvedena do varu, ochlazena, eilikagel byl odfiltrován a pH filtrátu bylo změřeno pomocí skleněné elektrody.

19B 048

Příklad 1

Kysele reagující silikagel o zrnění 0,16-0,20 mm a pH 10 % vodní suspenze 4,5 byl v množství 100 g suspendován ve 100 ml roztoku uhličitanu amonného o složení 0,8 g /NH^/gCOj ve 100 ml vody. Póry sllikagelu byly odvzdušněny evakuací a suspenze byla 0,5 hod. míchána. Roztok byl odfiltrován, ailikagel byl na nuči promyt 1 1 vody a usušen. Vodný výluh jeho 10 % suspenze měl pH 6,8.

Příklad 2

Silikagel o zrnění 15-5 pn byl loužen kyselinou chlorovodíkovou a prán vodou do negativní reakce na chloridy ve filtrátě. Filtrační koláč odsátého silikagelu o hmotě 135 g, obsahujícího 35 g vody, byl suspendován ve 100 ml roztoku hydrogenfosforeňnanu dvojsodného o složení 0,75 g NaHgPO^ ve 400 ml vody. Suspenze byla 1 hod. míchána, volný roztok byl odfiltrován, ailikagel byl na nuči promyt 1 1 destilované vody a usušen. Zatímco vodný výluh 10 % suspenze sllikagelu, který byl po loužení kyselinou a praní vodou pouze vysušen, byl kyselý a měl pH 4,4, vodný výluh upraveného silikagelu byl neutrální a měl pH 6,9.

Přiklad 3

Postupem podle příkladu 2 byla upravena acidobazická reakce téhož výchozího silikagelu za použiti roztoku hydrogenuhličitanu sodného a chloridu sodného o složení 0,14 NaHCO^ a 0,26 g NaCl ve 400 ml vody. Vymývání roztoku solí ze silikagelu bylo v tomto případě prováděno tak dlouho, až filtrát nedával pozitivní reakci na chloridy. Touto úpravou bylo dosaženo změny pH vodného výluhu z 4,4 na 7,1.

Přiklad 4

Způsobem podle příkladu 1 byla upravena alkalická reakce silikagelu o zrnění 0,20-0,25 mm a o pH vodného výluhu 8,3 za použití roztoku hydrogenuhličitanu amonného o složení 0,8 g NH^HCO^ ve 400 ml vody. Po úpravě činilo pH vodného výluhu 7,6.

Příklad 5

Způsobem podle příkladu 2 byla upravena kyselá reakce silikagelu o zrnění 0,125-0,160 mm a o pH vodného výluhu 4,5 za použití roztoku hydrogenuhličitanu amonného o složení 1,2 g NH^HCÓ^ ve 400 ml vody. Po úpravě činilo pH vodného výluhu 6,4.

Příklad 6 .

Způsobem podle přikladu 1 byla upravena alkalická reakce sllikagelu o zrnění 0,16-0,20 mm a o pH vodného výluhu 8,8 za použití roztoku dihydrogenfoeforečnanu draselného o složení 0,75 g KHgPO^ ve 400 ml vody. Po úpravě činilo pH vodného výluhu 7,2, pRedmětvynálezu

Claims (1)

1. pRedmětvynálezu

   Způsob úpravy acidobazieké reakce povrchu eilikagelu, vyznačený tím, že ae ailikagel louží vodným roztokem anorganických aolí alkalických kovů a/nebo amoniaku při teplotě 0 až 50 °C, načež ee roztok eolí vymyje vodou a silikagel ee vysuší.