CS231858B1 - Basic borosilicate glass for production of microporous glass - Google Patents

Basic borosilicate glass for production of microporous glass Download PDF

Info

Publication number
CS231858B1
CS231858B1 CS832163A CS216383A CS231858B1 CS 231858 B1 CS231858 B1 CS 231858B1 CS 832163 A CS832163 A CS 832163A CS 216383 A CS216383 A CS 216383A CS 231858 B1 CS231858 B1 CS 231858B1
Authority
CS
Czechoslovakia
Prior art keywords
glass
microporous
production
basic
pore size
Prior art date
Application number
CS832163A
Other languages
Czech (cs)
Other versions
CS216383A1 (en
Inventor
Petr Exnar
Original Assignee
Petr Exnar
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 Petr Exnar filed Critical Petr Exnar
Priority to CS832163A priority Critical patent/CS231858B1/en
Publication of CS216383A1 publication Critical patent/CS216383A1/en
Publication of CS231858B1 publication Critical patent/CS231858B1/en

Links

Landscapes

  • Glass Compositions (AREA)

Description

Předmětem vynálezu je základní boritokřemičité sklo pro výrobu mikroporézního skla o velikosti pórů 5 až 350 nm.The subject of the invention is a borosilicate base glass for the production of microporous glass having a pore size of 5 to 350 nm.

Mikroporéznl skla mají řadu použití, zvláště jako nosiče katalyzátorů, molekulární síta, speciální membrány, chromatografioké materiály a jako podložky pro imobilizaci enzymů. Použitelnost mikroporézních skel pro konkrétní účely závisí do značné míry na velikosti pórů. Například pro použití v biochemii je vzhledem k velké molekulové hmotnosti používaných substancí nutná velikost pórů nad 5 nm.Microporous glasses have a variety of uses, particularly as catalyst supports, molecular sieves, special membranes, chromatographic materials and as substrates for enzyme immobilization. The applicability of microporous glasses for a particular purpose depends largely on the pore size. For example, for use in biochemistry, a pore size above 5 nm is required due to the high molecular weight of the substances used.

Princip výroby mikroporézních skel spočívá v tepelném zpracování základního skla v oblasti teplot 400 až 900 °C po dobu potřebnou k dosažení požadovaného stupně odmísení skla, načež následuje vyluhování skla roztokem kyseliny, nebo případně ještě roztokem alkalického hydroxidu.The principle of microporous glass production consists in heat treatment of the base glass in the temperature range of 400 to 900 ° C for the time required to achieve the desired degree of glass separation, followed by leaching of the glass with an acid solution or possibly an alkaline hydroxide solution.

Doba tepelného zpracování základního skla se prodlužuje s růstem velikosti pórů výsledného mikroporézního skla a v případě požadavku velkých pórů může činit až stovky hodin.The heat treatment time of the base glass increases with the pore size of the resulting microporous glass, and can be up to hundreds of hours if large pores are required.

Je známo, že aplikací vyšších teplot tepelného zpracování lze nutnou dobu tepelného zpracování zkrátit.It is known that the application of higher heat treatment temperatures can reduce the heat treatment time required.

Například podle patentu USA č. 3 758 284 je u skla z jednoduché soustavy Na2O-B2O3-SiO2 při tepelném zpracování 610 °C po dobu 24 hodin dosaženo výsledné velikosti pórů oca 50 nm. Pro výslednou velikost pórů 170 nm je podle téhož patentu nutná doba cca 42 hodin při 700 °C nebo 90 hodin při 660 °C.For example, according to U.S. Pat. No. 3,758,284, a glass of simple Na 2 OB 2 O 3 -SiO 2 with a 610 ° C heat treatment for 24 hours achieves a final pore size of 50 nm. For the resulting pore size of 170 nm, according to the same patent, a time of about 42 hours at 700 ° C or 90 hours at 660 ° C is required.

Při ještě větší požadované velikosti pórů se nutná doba tepelného zpracování při těchto poměrně vysokých teplotách ještě výrazně prodlužuje.If the required pore size is even greater, the heat treatment time required at these relatively high temperatures is considerably extended.

Technologický proces výroby mikroporézních skel lze rovněž ovlivnit použitím základního skla vhodného složení. Většina dosud známých základních skel nebo kmenů vychází ze soustavy Na2O-B2O3-SiO2·The technological process of microporous glass production can also be influenced by the use of a suitable glass base glass. Most of the known panes or strains are based on the Na 2 OB 2 O 3 -SiO 2 system .

Z dalších složek bývají uváděny oxidy alkalických kovů, kovů vzácných zemin apod.Other components include alkali metal, rare earth metal oxides, etc.

Např. čs. patent, spis č. 133 302 uvádí oxid draselný K20, pro ultraporézní sklo s povahou molekulového síta 0,5 nm.E.g. čs. No. 133,302 discloses potassium oxide K 2 for ultraporous glass having a molecular sieve of 0.5 nm.

Podle čs. patent, spisu č. 132 895 jako další složky sodnoboritokřemičitého skla jsou uváděny oxid hlinitý AljO^, fluor F2 a oxid manganatý MnO. Měrný povrch skla je asi 730 m^/g, což odpovídá velikosti pórů cca 1 až 3 nm, a sklo má dobrou tepelnou stálost a a kyselinovzdornost.According to MS. U.S. Pat. No. 132,895 discloses alumina Al 2 O 4, fluorine F 2, and manganese oxide MnO as further components of soda-borosilicate glass. The specific surface area of the glass is about 730 m @ 2 / g, which corresponds to a pore size of about 1 to 3 nm, and the glass has good thermal stability and acid resistance.

Avšak u dosud známých skel, zvláště při snaze dosáhnout u mikroporézních skel oo největší velikosti pórů, dochází při poměrně vysokých teplotách k dlouhým časům tepelného zpracování. Je zde potom také riziko nežádoucí krystalizace základního skla, případně i deformace výrobku.However, in the prior art glasses, especially when trying to achieve the largest pore size in microporous glasses, long heat treatment times occur at relatively high temperatures. There is also a risk of undesired crystallization of the base glass, possibly even deformation of the product.

Uvedené nevýhody se odstraní, nebo podstatně omezí u základního skla složení podle vynálezu, které obsahuje v hmotnostní koncentraci 55 až 75 % oxidu křemičitého SiO2, 18 až 35 % oxidu boritého B2O3, 3 až 17 % jednotlivě nebo v kombinaci oxidu sodného Na20, draselného K20, lithného Li20, a dále 0,2 až 5 % oxidu fosforečného P2°5 a 0,2 až 5 % fluoru F2·The mentioned disadvantages are removed or substantially reduced in the basic glass composition of the invention which contains a concentration by weight from 55 to 75% of silica SiO 2, 18-35% boron oxide B 2 O 3 3-17%, singly or in combination of sodium oxide Na 2 0, potassium K 2 0, lithium Li 2 0, and 0.2 to 5% phosphorus pentoxide P2 ° 5 and 0.2 to 5% fluorine F2 ·

S výhodou může základní sklo obsahovat též oxid hlinitý A12O3 v hmotnostní koncentraci do 3 %.Preferably, the base glass may also contain alumina Al 2 O 3 in a concentration up to 3% by weight.

Současný výskyt oxidu fosforečného P20g a fluoru F2 v přítomnosti dalších uvedených složek v daném rozsahu v základním skle umožňuje zkrátcení doby tepelného zpracování při poměrně nižších nutných teplotách ve srovnání s dosud známými postupy přípravy mikroporézních skel. Tento příznivý vliv může být připsán interakci kombinace oxidu fosforečného P20g a fluoru F2 s ostatními složkami skla, jejímž důsledkem je snížení povrchového napětí sklovlny za současného snížení rozpustnosti odměšující se fáze v oblasti teplot tepelného zpracování. Vliv kombinace oxidu fosforečného P20s a fluoru F2 je podstatně výraznější, než lze očekávat jen z vlivu,samotných složek na proces odmísení.The simultaneous occurrence of P 2 O 3 and fluorine F 2 in the presence of the other components in the range given in the base glass allows a reduction in the heat treatment time at relatively lower necessary temperatures compared to the prior art microporous glass preparation processes. This beneficial effect can be attributed to the interaction of the combination of P 2 Og and fluorine F 2 with the other glass components, resulting in a reduction in the glass surface tension while reducing the solubility of the scavenging phase in the heat treatment temperature range. Effect of combination of phosphorus pentoxide P 2 0 s and fluorine F 2 is significantly more pronounced than can be expected only from the influence on the process components themselves segregation.

Tím je umožněno rychlejší dosažení požadovaného stupně odmísení při nižších teplotách tepelného zpracování a ve svých důsledcích 1 popsaného příznivého efektu. Uvedený účinek vynálezu se projevuje zvláště výrazně při výrobě mikroporézníoh skel s velikostí pórů nad 100 nm.This makes it possible to achieve the desired degree of separation at a lower heat treatment temperature and, as a consequence, the favorable effect described above. Said effect of the invention is particularly pronounced in the production of microporous glasses with pore sizes above 100 nm.

Oxid hlinitý AljO^ v základním skle může omezit korozi žáromateriálu a také příznivě ovlivnit průběh vyluhování základního skla.The alumina in the base glass can reduce the corrosion of the refractory material and also favorably influence the leaching process of the base glass.

Účinek vynálezu vyplývá z dále uvedených příkladů provedení vynálezu, v nichž uvedená % představují koncentraci hmotnostní.The effect of the invention results from the following examples, in which the percentages are by weight.

Příklad Example 1 1 Přiklad 2 Example 2 oxid křemičitý SiO2 SiO 2 64,2 64.2 % % 64,8 64.8 '% '% oxid boritý B2O2 boron oxide B 2 O 2 25,0 25.0 % % 25,5 25.5 % % oxid sodný Na20sodium oxide Na 2 0 7,3 7.3 % % 5,9 5.9 % % oxid draselný K20potassium oxide K 2 0 1,5 1.5 % % oxid fosforečný P2°5phosphorus trioxide P 2 ° 5 1,5 1.5 % % 1,0 1.0 % % fluor 1?2 fluorine 1? 2 2,0 2,0 % % 0,5 0.5 % % oxid hlinitý A1jO3 Alumina Al 3 O 3 0,8 0.8 % % tepelné zpracování: heat treatment: teplota /°C/ temperature / ° C / 610 610 610 610 čas /h/ time / h / 24 24 21 21 velikost pórů /nm/ pore size (nm) 225 225 75 75

.Příklad .3..........Příklad .4.Example .3 .......... Example .4

oxid křemičitý S102 silica S10 2 63,1 % 63.1% 65,8 % 65.8% oxid boritý B2O2 boron oxide B 2 O 2 24,5 %  24.5% 24,0 % 24.0% oxid sodný Na20sodium oxide Na 2 0 7,0 % 7.0% 6,7 % 6,7% oxid draselný K2opotassium oxide K 2 o oxid lithný Li20lithium oxide Li 2 0 0,5 % 0.5% oxid fosforečný P20jP 2 O 3 0,2 % 0.2% 0,5 % 0.5% fluor F, fluorine F, 4,7 % 4.7% 3,0 % 3.0% tepelné zpracování: heat treatment: teplota /°C/ temperature / ° C / 613 613 550 602 550 602 650 650 čas /h/ time / h / 24 24 24 24 24 24 48 48 . velikos t pórů ./nm/..... . pore size ./nm / ..... . . .180....... . . .180 ....... ......42 .9.7. . ...... 43 .9.7. . 27.0 27.0

Ze skla podle vynálezu je možno připravit mikroporézní skla ve formě drti, jak je to dosud nejobvyklejší, ale i ve formě tyčinek, trubiček a destiček, u kterých lze bez obtíží získat velikost pórů nad 150 nm.Microporous glass can be prepared from the glass according to the invention in the form of pulp, as it is the most common so far, but also in the form of rods, tubes and plates, which can easily obtain pore sizes above 150 nm.

Claims (2)

PŘEDMĚT VYNÁLEZUSUBJECT OF THE INVENTION 1. Základní boritokřemičité sklo pro výrobu mikroporézního skla o velikosti pórů1. Borosilicate glass for the production of microporous glass of pore size 5 až 350 nu, vyznačené tím, že obsahuje v hmotnostní koncentraci 55 až 75 % oxidu křemičitého SiOj, 18 až 35 % oxidu boritého BjOj, 3 až 17 % oxidu sodného Na20 a/nebo draselného KjO a/nebo lithného Li20, a dále 0,2 až 5 % oxidu fosforečného P20j a °»2 až 5 % fluoru Fj.5-350 nu, characterized in that it contains in a concentration of 55 to 75% of silica SiO, 18-35% boron oxide BjOj, 3-17% sodium oxide Na 2 0 and / or potassium kyo and / or lithium Li 2 0 and from 0.2 to 5% phosphorus pentoxide P 2 O and from 2 to 5% fluorine F 1. 2. Základní sklo podle bodu 1, vyznačené tím, že obsahuje oxid hlinitý H2O3 v bmotnostní koncentraci stopy až 5 %.2. Basic glass according to claim 1, characterized in that aluminum oxide in H 2 O 3 has a weight concentration of trace -5%.
CS832163A 1983-03-29 1983-03-29 Basic borosilicate glass for production of microporous glass CS231858B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS832163A CS231858B1 (en) 1983-03-29 1983-03-29 Basic borosilicate glass for production of microporous glass

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS832163A CS231858B1 (en) 1983-03-29 1983-03-29 Basic borosilicate glass for production of microporous glass

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CS216383A1 CS216383A1 (en) 1984-05-14
CS231858B1 true CS231858B1 (en) 1984-12-14

Family

ID=5357958

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CS832163A CS231858B1 (en) 1983-03-29 1983-03-29 Basic borosilicate glass for production of microporous glass

Country Status (1)

Country Link
CS (1) CS231858B1 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
CS216383A1 (en) 1984-05-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8629072B2 (en) Boron-free glass
US5599753A (en) Borosilicate glass weak in boric acid
JPS6238298B2 (en)
US3415637A (en) Strengthening glass sheets by ion exchange
US20130017387A1 (en) Chemically durable porous glass with enhanced alkaline resistance
CN116514392B (en) Chemical corrosion resistant borosilicate glass and preparation method thereof
US4455384A (en) Chemically durable nitrogen containing phosphate glasses useful for sealing to metals
KR100518357B1 (en) Aluminoborosilicate glass containing alkaline earth metals for lamp bulbs, and its use
US3499776A (en) Alkali metal borosilicate glass compositions containing zirconia
JP2000313635A (en) Material for plasma display panel
US4778777A (en) Chemically durable porous glass and process for the manufacture thereof
US20060240968A1 (en) Method for manufacturing optical glasses and coloured glasses at low temperatures
US3317297A (en) Method of chemically strengthening glass
CN102190441A (en) Transparent LAS glass ceramics produced with alternative environmentally acceptable fining agents
CZ302604B6 (en) Alumino earth-alkali silicate glass for lamp bulbs of tungsten halogen incandescent lamps
CS231858B1 (en) Basic borosilicate glass for production of microporous glass
JP2000302560A (en) Cast refractory containing zirconia in high content
US6927185B2 (en) Porous material and method for preparation thereof
JPH0446037A (en) Composition for porous glass
YU205583A (en) Process for preparing pure silica from waste silica
US20220315480A1 (en) Porous glass member production method
CN111138080A (en) High borosilicate glass and preparation method thereof
US4347228A (en) Process for defluorination of phosphoric acid
JPH01145349A (en) Composition for porous glass and porous glass produced therefrom
WO2021095545A1 (en) Method for producing porous glass member