CS208879B1 - Preparation method of silicic acid xerogel with high volumen of pores - Google Patents

Preparation method of silicic acid xerogel with high volumen of pores Download PDF

Info

Publication number
CS208879B1
CS208879B1 CS794807A CS480779A CS208879B1 CS 208879 B1 CS208879 B1 CS 208879B1 CS 794807 A CS794807 A CS 794807A CS 480779 A CS480779 A CS 480779A CS 208879 B1 CS208879 B1 CS 208879B1
Authority
CS
Czechoslovakia
Prior art keywords
acid
water
volume
pores
hydrogel
Prior art date
Application number
CS794807A
Other languages
English (en)
Slovak (sk)
Inventor
Ivan Novak
Dusan Berek
Original Assignee
Ivan Novak
Dusan Berek
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 Ivan Novak, Dusan Berek filed Critical Ivan Novak
Priority to CS794807A priority Critical patent/CS208879B1/cs
Priority to FR8014939A priority patent/FR2460890A1/fr
Priority to DE3025437A priority patent/DE3025437C2/de
Priority to JP9233580A priority patent/JPS5617919A/ja
Publication of CS208879B1 publication Critical patent/CS208879B1/cs
Priority to US06/335,094 priority patent/US4382070A/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B33/00Silicon; Compounds thereof
    • C01B33/113Silicon oxides; Hydrates thereof
    • C01B33/12Silica; Hydrates thereof, e.g. lepidoic silicic acid
    • C01B33/16Preparation of silica xerogels

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Silicon Compounds (AREA)

Description

4
Vynález sa týká spftsobu přípravy xerogélu kyseliny kremičitej s velkým objemom pórov, použitelného zvlášť pre vysokoúčinnú kvapaliňovú chromatografiu.
Použitie polymérnej kyseliny kremičitej (silikagélu) ako náplně kolon v kvapalinovejchromatografii využívá najmB vyaokú mechanická pevnosť a stabilitu tohoto materiálu, ktorýpři gulovitých čaatioiach rovnakej velkosti a pri dostatočnom objeme pórov vhodných rozme-rov zaručuje vysoká homogenitu a účinnost náplně. Nemennosť objemu a tvaru častíc silikagé-lu umožňuje aj záměnu používaného eluentu bez toho, že by dochádzalo ku vzniku makroskopic-kých zmien objemu chromatografického 16žka a vzniku nehomogenít.
Jedným z dóležitých kritérií použitelnosti týchto materiálov je ich měrný objem pórov.Cím vBčší je objem porov, tým vyššiu selektivitu možno pri separácii dosiehnuť a tým vBčšiaje kapacita kolony. Znamená to, že rovnaký separačný efekt možno dosiahnuť s menšou kolo-nou; inými slovami, pri rovnakom výkone čerpadla, za kratší čas a s menším objemom eluenta.Zatial’ dosahovaný objem pórov u komerčně dostupných silikagélových materiálov je vfičšinou0,5 až 0,8 cm .g , u špičkových preparátov až 1,5 cmJg · V laboratornom meradle připravi-li Unger a Scharf (J. Colloid Interface Sci. 55. 1976:377) silikagély s měrným objemom až 3-1 4 cmJg , avšak vychádzali z drahej suroviny - polyetoxysilánu, ktorý hydrolyticky konden-zovali za přítomnosti amoniaku.
Hlavným problémom získania dostatočného objemu pórov týchto materiálov je nedostatoč-ná pevnosť a stálosť hydrogélovej matice při sušeni, čiže pri odstraňovaní vodnéj fázy. 5 ohladom na svoj vysoký dipólový moment a povrchové napfitie voda spdsobuje, že pri sušenídochádza k značnému zmršťovaniu mfikkej kremičitej matrice, čo mé za následok podstatné zmen-šenie objemu pórov po vysušení.
Známe spdsoby přípravy silikagélov s velkým objemom pórov pre chromatografické áčelý,vychádzajáce z polymerizácie roztokov kyseliny kremičitej, používajá na vytvrdzovanie, t.j.na zvýšenie mechanickej odolnosti pri sušení alebo vyhrievanie hydrogélu pri teplotách nad100 °C v prostředí neutrálneho organického rozpúšťadla alebo hydrotermálne pfisobenie vod-ných pár pri teplotách nad 150 °C a tlakoch zodpovedajúcich tenzii vody pri použitej teplo- *5 Ί te, pričom objem pórov takto připravených silikagélov dosahujú 1,5 až 1,7 cmJ.g . Příprava vysokoporézneho silikagélu podlá USA-patentu 3,652,216 zahrňa okrem přísnékontrolovaných podmienok zrážania hydrogélu aj vymývanie a sušenie dlhodobou azeotropickoudestiláciou s vodou sa nemiešajúcim rozpúšťadlom. USA-patent 3,652,214 odstraňuje všetkuv hydrogéli přítomná vodu jeho hyofilizáciou (t.j. vákuovou sublimáciou po zmrazení na takáteplotu, aby všetka voda v póroch hydrogélu bola v zmrazenom stave). Taktiež USA-patent3,819,811 odstraňuje vodu přítomná v hydrogéli náhradou za organické rozpúšťadlo alebo vá-kuovou sublimáciou. Všetky popisované spdsoby vyžadujú jednak nákladná přístrojová techni-ku a navýše sú energeticky náročné.
Horeuvedené nevýhody nemá spdsob přípravy xerogélu kyseliny kremičitej s vysokým obje-mom pórov spočívájáci v tom, že vzniknutý mfikký a pružný, ale nepevný hydrogél se vytvrdzu-je v koncentrovaných roztokoch silných anorganických alebo organických kyselin, ako jenapr. kyselina sírová alebo kyselina chlorovodíková alebo fosforečná alebo dusičná alebo
I vrichloroctová.
Po vymytí kyseliny, najvýhodnejšie vodou, je možno efekt vytvrčzovania Sálej podpo-řit vyměněním kvapalnej vodnéj fázy s vysokou polaritou.a povrchovým napfitím z porov matri-ce gélu za fázu s menšou polaritou a nižším povrchovým napStím, ktorá výhodné ovplyvnízmršťovanie matrice při sušení tak, že voda z pozrov gélu sa odstráni postupným vymytím a-vytěsněním organickým rozpúšťadlom 3 vodou miešatel’ným, ako je napr. etanol, aceton, di-oxán, tetrahydrofurán, připadne sa ešte Sálej vymývanie dokončí rozpúšťadlami nepolárnými,s vodou sa nemiešajúcimi, s výhodou benzénom alebo toluénom, chloridom uhličitým, hexénom,lehkými uhlovodíkmi s počtom uhlíkov od do Pre®ytí týmito organickými rozpúšťad- lami.sa produkt zbaví zvyškov rozpúšťadiel běžným vysušením a potom sa stabilizuje a usta-l’uje vyžíhanim na teploty až do 950 °C, s výhodou pri teplote 700 až 750 °C.
Množstvo kyseliny, použitéj na vytvrdzovanie sa riadi množstvom přidaného hydrogélu,po jeho přidaní má byť vyššie ako 40 obj. % pSvodne přidanéj kyseliny, s výhodou nad 60obj. %. Vytvrdzovanie v kyselině možno vykonať pri lsboratórnej teplote alebo zohriať zmesaž k bodu varu zmesi. Výhodou apfisobu podlá vynálezu je, že xerogél kyseliny křemičitéj 3 vysokým objěmomporov možno použit najmfi ako náplně kolon pře vysokoúčinnú kvapalinovú chromatografiu, alemohol by nájsť uplatnenie aj ako plnivo v priemysle polymérov, ako nosič kátalyzátorov,včítane enzýmov, na sorpčné procesy, včítane zachytávania a odstraňovania jedovatých látokzo živočišných pletiv a pod.
Balej uvedené příklady bližšie ozrejmujú vykonávanie postupu v zmysle tohto vynálezubez toho, že by tým bol akokolvek rozsah vynálezu obmedzený. Příklad 1
Roztok připravený zmiešaním 100 ml vodného skla o hustotě 35 až 38 °Bé 8 200 ml vodya 20 ml 1'adovej kyseliny octovej sa rozsuspenduje v reaktoři v 600 ml zmesi chloridu uhli-čitého a hexánu v pomere 1:1 a za intenzívneho miešania sa zahřeje na 60 °C a mieša pritejto teplote po dobu 15 minút. Vzniknutá reakčná zmes sa odfiltruje, premyje spočiatkumetanolom, potom vodou a filtračný koláč sa prevedie do 400 ml 65 % kyseliny dusičnej a za-hřeje sa k bodu varu zmesi. Po odfiltrovaní a premytí od kyseliny vodou sa hydrogél premylv Suchnerovom lieviku s 800 ml metanolu a potom 500 ml chloridu uhličitého. Po vysušeni pri80 °C na odstránenie zvyškov organického rozpúšťadla sa gél vyžihal pri teplote 700 °C.Objem porov takto připraveného mikroguličkového materiálu je 4,05 cm^.g-^. Příklad 2
Roztok 800 ml kremičitanu sodného, neutralizovaného zriedenou kyselinou chlorovodíko-vou na pH = 10 až 11, s obsahom 6,2 % kysličníku křemičitého, sa rozsuspendoval v 1500 ml1polydimetylsiloxánu s priemernou molekulovou hmotnostou 10^ a v získanej suspenzii sa po-nechal za miešania počas 10 minút. Vznikol mikrosférický hydrogél kyseliny křemičitéj. Pozriedení 1500 ml n-heptánu sa silikagél odfiltroval, na filtri sa premyl od polydimetylsi-loxánu postupné n-heptánom, acetonom a vodou. Potom sa hydrogél rozmiešal s 500 g kyseliny

Claims (1)

  1. trichloroctovej, ktorá sa ponechala za miešania rozpustit v prebytočnej vodě z porov hyd-rogélu. Po odstránení kyseliny trichloroctovej filtráciou a premytím vodou sa hydrogél nafiltri premýval po malých dávkách celkove 800 ml tetrahydrofuránu a potom 600 ml toluénu. Po odstránení zvyškov organického rozpúšťadla sušením při 90 °C sa materiál vyžíhal pri750 °C. Objem porov tohto mikrosférického silikagélu je 2,50 cm^.g-^. Příklad 3 Hydrogél kyseliny kremičitej, připravený zmiešaním roztoku 100 ml vodného skla husto-ty 35 až 38 °Bé so 150 ml vody a 50 ml 8 % kyseliny sírovej, sa rozmieša s 300 ml koncentro-vané j kyseliny fosforečnéj (55 %-nej) pri teplote 70 °C. Po vymytí kyseliny 8a hydrogél nafiltri premýval po malých dávkách 1000 ml dioxánu a potom 600 ml benzénu. Po vysušení saBLateriál vyžíhal pri teplote 250 °C. Objem porov získaného materiálu je 3,90 cm^.g“1. Příklad 4 K 800 ml propyloveného trimetylolpropánu s priemernou molekulovou hmotnoeťou 5.10^sa prileje 300 ml čerstvo zmiešaného roztoku kremičitanu sodného s pH = 12, nastavenýmzriedenou kyselinou sírovou a s obsahom 8,6 % kysličníka křemičitého, potom sa suspenziaintenzívně krátkodobo premieša a ponechá dve hodiny v kl’ude. Potom sa zriedi 1000 ml eta-nolu 96 % a následnou filtráciou a premytím Salšími 800 ml etanolu sa odstráni trimetylol-propán. Materiál sa prenesie z filtre do 300 ml koncentrovanéj kyseliny sírovej a intenziv-ně premieša. Po zriedení vodou a dekantácii sa hydrogél na filtri premyje vodou k dokonalé-mu odstráneniu zvyškov kyseliny, potom sa voda vytěsní po malých dávkách přidávaným aceto- nom a materiál sa vysuší a vyžíha pri 200 °C. Objem ροΎον mikrosférického silikagélu týmto3 -1 postupom připraveného bol 4,0 cm .g . Příklad 5 K hydrogélu kyseliny kremičitej, připravenému zmiešaním 100 ml vodného skla hustoty38 °Bé, 150 ml vody a 50 ml 6 % kyseliny sírovej, sa přidá 450 ml koncentrovanéj kyselinychlorovodíkovéj (37 %-nej) a zmes sa za intenzívneho miešania zahřeje k varu. Po vymytíkyseliny vodou sa hydrogél premýva najprv 600 ml acetonu a potom 400 ml n-heptánu. Gél savysuší při 80 °C a vyžíha pri 200 °C. Objem porov tohto materiálu dosiahol 4,15 cm^.g-^. Příklad 6 Ku hydrogélu kyseliny kremičitej, vzniknutému zmiešaním 200 ml 38 °Bé vodného skla, 200 ml vody a 250 ml 5 % kyseliny sírovej sa přidá 300 ml 96 % kyseliny sírovej; po zamie-šaní a zreagovaní sa zmes sfiltruje cez sklenenú fritu, premyje a zbaví kyseliny vodou,načo sa hydrogél premýva po malých dávkách 800 ml etanolu a nakoniec 700 ml lekárskehobenzínu. Preparát sa po vysušení vyžíhal pri teplote 900 °C. Objem porov tohto materiáludosiahol 2,80 cm^.g-^. PŘED MET VYNÁLEZU SpĎsob výroby xerogélu kyseliny kremičitej s vysokým objemom porov vyznačujúci sa tým, že vlhký hydrogél kyseliny kremičitej, vzniknutý polymerizáciou okyselených vodných rozto-kov kremičitanov alkalických kovov, sa upraví anorganickými kyselinami, s výhodou kyselinousírovou, kyselinou chlorovodíkovou, kyselinou dusičnou alebo kyselinou fosforečnou alebo or-rganickými kyselinami, výhodné kyselinou trichlóroctovou, a po vymytí kyseliny, s výhodouvodou, sa vodná fáza gélu vymývá organickými rozpúšťadlami a vodou sa miešajúcimi, akox,apr. metanolom, etanolom, acetonom, dioxánom, tetrahydrofuránom, a potom rozpúšťadlémis vodou sa nemiešajúcimi, 8 výhodou toluénom, benzénom, chloridom uhličitým, n-heptánom,1’ahkými uhlovodíkmi s dížkou reťazca od do C12’ načo sa produkt zbaví organických roz-púšťadiel, vysuší a vyžíha při teplotách ód 200 °C do 950 °C, s výhodou při teplote 700až 750 °C. se
CS794807A 1979-07-09 1979-07-09 Preparation method of silicic acid xerogel with high volumen of pores CS208879B1 (en)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS794807A CS208879B1 (en) 1979-07-09 1979-07-09 Preparation method of silicic acid xerogel with high volumen of pores
FR8014939A FR2460890A1 (fr) 1979-07-09 1980-07-04 Procede de production de xerogel d'acide silicique avec un grand volume de pores
DE3025437A DE3025437C2 (de) 1979-07-09 1980-07-04 Verfahren zum Herstellen von Kieselsäurexerogel mit großem Porenvolumen
JP9233580A JPS5617919A (en) 1979-07-09 1980-07-08 Method of making silicic acid xerogel of large pore volume
US06/335,094 US4382070A (en) 1979-07-09 1981-12-28 Process for producing xerogel of silicic acid with high volume of pores

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS794807A CS208879B1 (en) 1979-07-09 1979-07-09 Preparation method of silicic acid xerogel with high volumen of pores

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CS208879B1 true CS208879B1 (en) 1981-10-30

Family

ID=5391634

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CS794807A CS208879B1 (en) 1979-07-09 1979-07-09 Preparation method of silicic acid xerogel with high volumen of pores

Country Status (5)

Country Link
US (1) US4382070A (cs)
JP (1) JPS5617919A (cs)
CS (1) CS208879B1 (cs)
DE (1) DE3025437C2 (cs)
FR (1) FR2460890A1 (cs)

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60180911A (ja) * 1984-02-27 1985-09-14 Nippon Chem Ind Co Ltd:The 高純度シリカおよびその製造法
US4649037A (en) * 1985-03-29 1987-03-10 Allied Corporation Spray-dried inorganic oxides from non-aqueous gels or solutions
DE3533805C2 (de) * 1985-09-21 1996-02-29 Basf Ag Verfahren zur Herstellung von Isolierscheiben mit hoher Wärme- und/oder Schallisolierung
DE4422912A1 (de) * 1994-06-30 1996-01-11 Hoechst Ag Xerogele, Verfahren zu ihrer Herstellung, sowie ihre Verwendung
DE19506141A1 (de) * 1995-02-22 1996-08-29 Hoechst Ag Verwendung von Aerogelen in der Pharmazie, in der Kosmetik und im Pflanzenschutz
US6645908B1 (en) 1996-09-30 2003-11-11 Ut-Battelle, Llc Sol-gel derived sorbents
DE19648798C2 (de) 1996-11-26 1998-11-19 Hoechst Ag Verfahren zur Herstellung von organisch modifizierten Aerogelen durch Oberflächenmodifikation des wäßrigen Gels (ohne vorherigen Lösungsmitteltausch) und anschließender Trocknung
DE19718740A1 (de) 1997-05-02 1998-11-05 Hoechst Ag Verfahren zur Granulierung von Aerogelen
DE19718741A1 (de) 1997-05-02 1998-11-05 Hoechst Ag Verfahren zur Kompaktierung von Aerogelen
DE19756633A1 (de) 1997-12-19 1999-06-24 Hoechst Ag Verfahren zur unterkritischen Trocknung von Lyogelen zu Aerogelen
DE19801004A1 (de) 1998-01-14 1999-07-15 Cabot Corp Verfahren zur Herstellung von im wesentlichen kugelförmigen Lyogelen in wasserunlöslichen Silylierungsmitteln
DE59811774D1 (de) * 1998-06-05 2004-09-09 Cabot Corp Nanoporöse interpenetrierende organisch-anorganische netzwerke
US8497107B2 (en) * 2008-09-30 2013-07-30 Fresenius Medical Care Holdings, Inc. Covalently immobilized enzyme and method to make the same
JP6042085B2 (ja) * 2012-03-27 2016-12-14 株式会社トクヤマ エアロゲル及び該エアロゲルからなる艶消し剤
FI3204146T3 (fi) * 2014-10-09 2023-03-22 Menetelmiä hiilidioksidin sieppaamiseksi biokatalyyttitalteenottojärjestelmällä
CN112093803B (zh) * 2019-07-08 2021-11-30 福建远翔新材料股份有限公司 一种高分散性啤酒防混浊剂用二氧化硅的生产方法
CN110918049A (zh) * 2019-12-19 2020-03-27 乳山市大洋硅胶厂 一种甲烷吸附硅胶的制备方法

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3526603A (en) * 1968-03-05 1970-09-01 Grace W R & Co Process for increasing pore volume of intermediate density silica gel
US3819811A (en) * 1968-08-06 1974-06-25 Nat Petro Chem Preparation of silica gels
US3652215A (en) * 1968-08-06 1972-03-28 Nat Petro Chemicals Co Inc Preparation of silica gels
US3959174A (en) * 1971-08-24 1976-05-25 W. R. Grace & Co. Method of selectively producing high pore volume silica gel
US3977993A (en) * 1975-03-12 1976-08-31 Gulf Research & Development Company Metal oxide aerogels
JPS51115298A (en) * 1975-04-03 1976-10-09 Agency Of Ind Science & Technol Process for production of spherical silica gel
US4246139A (en) * 1975-09-15 1981-01-20 Phillips Petroleum Company Silica production
US4206297A (en) * 1977-04-25 1980-06-03 Chemplex Company Polymerization catalysts and methods
US4169926A (en) * 1978-01-16 1979-10-02 Phillips Petroleum Company Inorganic hydrogels and uses thereof
US4301034A (en) * 1980-05-21 1981-11-17 Phillips Petroleum Company Silica from single phase controlled hydrolysis of silicate ester

Also Published As

Publication number Publication date
FR2460890B3 (cs) 1982-05-14
FR2460890A1 (fr) 1981-01-30
JPS5617919A (en) 1981-02-20
US4382070A (en) 1983-05-03
DE3025437C2 (de) 1983-07-21
DE3025437A1 (de) 1981-01-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CS208879B1 (en) Preparation method of silicic acid xerogel with high volumen of pores
US4274985A (en) Cyclodextrin-polyvinyl alcohol polymers and a process for the preparation thereof in a pearl, foil, fiber or block form
US4104363A (en) Method for preparation of perfectly spherical particles of silicagel with controlled size and controlled pore dimensions
JP4463881B2 (ja) 低密度ゲル構造体の製造方法
US4552700A (en) Organopolysiloxanes containing sulphonate groups, method for the production and use thereof
EP0658513A1 (de) Xerogele, Verfahren zu ihrer Herstellung, sowie ihre Verwendung
WO2009038393A2 (en) Method for preparing surface-modified transparent bead type aerogel and aerogel prepared therefrom
CN1062136A (zh) 提纯乙酸和/或乙酸酐的方法
CA1263857A (en) Structured silicas
EP1475146A1 (en) Adosrbent and process for producing adsorbent
US4647644A (en) Phenylenesulfonate group-containing organopolysiloxanes, method for their preparation and use thereof
EP0850196B1 (de) Verfahren zur herstellung organofunktionalisierter aerogele
JPS6248535B2 (cs)
RU2111979C1 (ru) Гидрогели метилкремневой кислоты как адсорбенты среднемолекулярных метаболитов и способ их получения
CA2234470C (en) Decolorization of sugar syrups using functionalized adsorbents
EP0055235A1 (en) Gel product for separation
US7772152B2 (en) Composite polymer-coated sorbent with a bidisperse pore size distribution for the simultaneous separation and desalting of biopolymers
Smith et al. Aerogel synthesis using extractive drying
WO2021229885A1 (ja) タンパク質の精製方法、カラム、キットおよび活性炭粒子
US5200069A (en) Separations material
JP3291123B2 (ja) 分離剤の製造方法
FR2513543A1 (fr) Procede pour produire des sorbants poreux a base de carbone
Eppert et al. Investigations into the chromatographic behaviour of silica gels produced from ester silicates
JP2604008B2 (ja) 沃素置換芳香族架橋重合体
SU1198109A1 (ru) Способ регенерации отработанных индустриальных масел