DE2225452B2 - Verfahren zur herstellung von weitporigem adsorptionsmittel fuer chromatographiezwecke - Google Patents
Verfahren zur herstellung von weitporigem adsorptionsmittel fuer chromatographiezweckeInfo
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Description
35
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Verfahren zur Herstellung von weitporigem Adsorptionsmittel für
die Chromatographie auf der Grundlage von hochdispersem nichtporigem Siliziumdioxid, das eine spezifische
Oberfläche von 35 bis 380 m2/g aufweist. Ein solches Adsorptionsmittel verwendet man als aktiven
Füllkörper für chromatographische Säulen, als Träger unbeweglicher Phasen in der Gas- und Flüssigkeitschromatographie
und als Molekularsieb in der Gel-Filtrations-Chromatographie.
Es ist ein Verfahren zur Herstellung von weitporigem Adsorptionsmittel für Chromatographie bekannt, das
darin besteht, daß man hochdisperses nichtporiges Siliziumdioxid, das eine spezifische Oberfläche 5= 170
oder 280 m2/g aufweist, mit Wasser vermischt, anschließend
die Suspension bei einer Temperatur von 100 bis 4500C trocknet und Xerogel erhält. Dieses unterwirft
man einem Mahlen und Sieben (siehe z. B. N. K. Bebris, A. W. Kisseljow, Ju. S. Nikitin,
Kolloidzeitschrift, 29, Nr. 3,326, 1967; N. K. Be br is
und andere, Zeitschrift» Erdölchemie«, 8, N r. 3,481,1968,
beides in Russisch).
Das nach dem bekannten Verfahren erhaltene Adsorptionsmittel weist eine spezifische Oberfläche von
160 oder 260 m2/g bei einem mittleren Porendurchmesser
von 230 beziehungsweise 550 Ä auf.
Ein Nachteil des beschriebenen Verfahrens ist die Unmöglichkeit, die Abmessungen der Poren des
erhaltenen Adsorptionsmittels in einem breiten Bereich zu vergrößern, wodurch das Anwendungsgebiet des
letzteren in der Chromatographie eingeschränkt wird.
So ist z. B. für die Analyse hochmolekularer Stoffe nach der Methode der Gel-Filtrations-Chromatographie ein
Satz von Adsorptionsmitteln mit verschiedenen Porenabmessungen, darunter auch mit breiteren als bei den
nach dem bekannten Verfahren, erforderlich.
Ein weiterer Nachteil des bekannten Verfahrens sind große Verluste von Adsorptionsmittel beim Mahlen in
Form von Teilchen mit einer Größe von weniger als 0,05 mm (bis zu 15% zum Gewicht des Ausgangssiliziumdioxid).
Noch ein Nachteil des genannten Verfahrens ist die unregelmäßige Form der beim Mahlen anfallenden
Teilchen, wodurch die Gleichmäßigkeit der Füllung der chromatographischen Säulen und ihre hydrodynamischen
Eigenschaften verschlechtert werden.
Gegenstand der DT-OS 1097 960 ist ein Verfahren zur Vergrößerung des mittleren Porendurchmessers
von trockenen, porösen anorganischen Oxydhydratmassen oder deren Kalzinierungsprodukten, durch Bearbeitung
der Ausgangsprodukte mit Wasserdampf bei einer Temperatur zwischen 315 und 3700C und einem Druck
von 34—47 Atm. Sieht man die Beispiele durch, so wird man feststellen, daß der hydrothermalen Bearbeitung
Kieselsäure-Tonerde-Katalysatoren unterworfen werden, wobei allerdings in Spalte 6, Zeile 52, auch von
Gelen, unter anderem Kieselgel, die Rede ist. Beispiele für deren Behandlung fehlen.
Bei dem in bekannter Weise behandelten Kieselsäuregel handelt es sich also um eines, das über die Stufe
der Bildung eines Kieselsäuresol erhalten worden ist. Das Verfahren zur Herstellung von Kieselsäuregel
besteht also im folgenden: Aufgrund der Behandlung von Lösungen von Alkalisilikat und Säure bildet sich
Kieselsäure, die sich polymerisiert und in ein Sol verwandelt. Das Sol bildet ein Hydrogel. aus dem nach
Waschen und Trocknen das Xerogel der Kieselsäure erhalten wird.
Das Porenvolumen der auf diese Weise erhaltenen Kieselsäuregele beträgt höchstens 1 cm3/g und die
Porengröße 120—140 Ä. Die Kieselsäuregele zeigen eine hohe Festigkeit der Granula, was auf feste
Bindungen zwischen den einzelnen Kolloidteilchen des Siliziumdioxyds, die das Kieselsäuregel bilden, hinweist.
Die Eigenschaften und die Synthese der Kieselsäuregele wurden von Her eingehend geprüft (R. K. Her, The
Collid Chemistry of Silica and Silicates, New York, 1955). Es sei darauf hingewiesen, daß in der DT-OS
1097 960 von der hydrothermalen Behandlung von Gelen anorganischer Oxyde mit einer Porengröße von
20— 120 Ä die Rede ist (siehe Anspruch 3).
In der vorliegenden Anmeldung wird nicht Kieselsäuregel, sondern ein neues Adsorbens auf SiO2-Basis, das
auf völlig andere Weise erhalten wurde, zur Erzeugung einer weitporigen Struktur der hydrothermalen Behandlung
unterzogen. Dieses Adsorbens wird nicht aus einer Kieselsäurelösung bereitet, sondern aus einem
Pulver aus feinstverteiltem nichtporösem Siliziumdioxyd,
z. B. aus Aerosil, durch Mischen mit Wasser, Bildung einer Suspension und nachfolgender Trocknung.
Das Verfahren zur Herstellung eines solchen Adsorbens und seine Eigenschaften sind erst 1967
beschrieben worden (siehe N. K. Bebris, A. V. Kiselev, ]u. S. Nikitin, Kolloidnyj zurnal, B.29,
326, 1967, und auch Seite 1 und 2 der vorliegenden Beschreibung), weshalb es den Autoren der Entgegenhaltung
nicht bekannt gewesen sein konnte. Was die Porenstruktur und die Adsorptionseigenschaften des
Adsorbens, das aus feinstverteiltem, nichtporösem
Siliziumdioxyd hergestellt wurde, betrifft, so läßt sich
hier ein wesentlicher Unterschied zu den Kieselsäuregelen feststellen. Das neue Adsorbens weist ein sehr
großes Porenvolumen auf, nämlich 13 bis 1,9 cmVg und
hat eine Porengröße von 300—600 A. Der Porenstruktur nach steht es dem Aerogel (vgl. Her) bzw. den nach
einem speziellen Verfahren hergestellten Kieselsäuregelen mit großem Porenvolumen (z. B. US PS 36 52 215
und 36 52 216) näher als den nach dem üblichen oben beschriebenen Verfahren hergestellten Kieselsäuregelen.
Es sind keine Arbeiten bekannt, in denen derartige Xerogele zur Herstellung von Adsorbentien für
chromatographische Zwecke mit sehr großen Poren und gleichmäßiger bzw. geringer spezifischer Oberfläche
einer hydrothermalen Behandlung unterzogen worden wären. Die Analyse der Literatur und der
Versuchsergebnisse zeigt, daß die hydrothermale Behandlung bei weitem nicht immer für die Herstellung
von Adsorbentien mit großen Poren eingesetzt werden kann. So z. B. ist bekannt, daß sich poröses SiO2 mit
großem Porenvolumen (Aerogel) nach Befeuchten und Trocknen komprimiert (shrinking), und zwar infolge der
geringen Festigkeit des Gelskeletts und der Koaleszenz der Kolloidteilchen des Skeletts (siehe z. B. die bereits
erwähnte US-PS 36 $2 215, Spalte 1, Zeile 24-29). Andererseits kann es bei hydrothermaler Behandlung
zur Zerstörung der aus lockergepackten Teilchen bestehenden Gele kommen. So z. B. kann nach Her
(Kap. 5) die hydrothermale Behandlung von Kieselsäurehydrogel in einer Reihe von Fällen, besonders bei
einem pH von über 7 zum Zerreißen der Bindungen zwischen den einzelnen Kolloidteilchen und zur
Umwandlung des Gels in ein Sol, d. h. in eine kolloidale
Lösung führen. Die Versuche der Erfinder haben gezeigt, daß bei hydrothermaler Behandlung von
Xerogelen, die aus Pulvern aus hartem, nichtporösem S1O2 erhalten wurden, -es auch nicht gelingt, ein
Adsorbens herzustellen, das für praktische Zwecke geeignet ist So wurde das Granulat eines Xerogels, das
aus feinverteiltem Quarzsand mit einer spezifischen Oberfläche von ungefähr 1 mVg hergestellt wurde, bei
der Behandlung mit Wasser im Autoklav vollständig zerstört. Offensichtlich ist für die Herstellung von
entsprechend festem Granulat ein bestimmter Dispersionsgrad des Siliziumdioxydpulvers, von dem ausgegangen
wird, erforderlich. Die Versuche haben außerdem gezeigt, daß für bestimmte Xerogele die Methode
der hydrothermalen Behandlung für die Verringerung der Oberfläche und die Vergrößerung der Poren nicht
wirksam ist. So z. B. ist es bei Anwendung der hydrothermalen Behandlung in keiner Weise gelungen,
die spezifische Oberfläche von Aluminiumoxyd zu verringern und die Porengröße zu steigern. Aus US-PS
29 82 719 geht ferner hervor (Tabelle 1, Proben 1-4),
daß sich die Oberfläche des Aluminiumoxyds nach hydrothermaler Behandlung praktisch nicht verändert
hat, während sich die Oberfläche von Kieselsäuregel unter gleichen Bedingungen auf '/» verringert hat (von
720auf37m2/g).
Die Möglichkeit des Einsatzes der hydrothermalen Behandlung zur Erzeugung einer bestimmten Porenstruktur
von Adsorbentien hängt vom Herstellungsverfahren des Xerogels, seiner Porenstruktur und seiner
Oberflächenchemie ab und muß in jedem Einzelfall gesondert experimentell geprüft werden, besonders in
jenen Fällen, wo das Xerogel ein neues, bisher nicht
untersuchtes Produkt darstellt
genannten Nachteile zu vermeiden.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Veränderung der Art der Behandlung des durch
Trocknung einer wässerigen Suspension von hochdispersem
nichtporigem Siliziumdioxids mit einer spezifischen Oberfläche S= 35 bis 38OmVg bei einer
Temperatur von 100 bis 450° C erhaltenen Xerogels zwecks Herstellung eines Adsorptionsmittels mit
erforderlichen Strukturcharakteristiken unter einer Senkung der Verluste desselben im Prozeß der
Herstellung.
Gegenstand der Erfindung ist also ein Verfahren zur Herstellung von weitporigem Adsorptionsmittel für
Chromatographiezwecke durch Vermischen von hochdispersem nichtporigem Siliziumdioxid, das eine spezifische
Oberfläche von 35 bis 38OmVg aufweist, mit Wasser, anschließendem Trocknen der wässerigen
Suspension bei einer Temperatur von 100 bis 4500C und
Formen des so erhaltenen Siliziumdioxid-Xerogels zu Teilchen, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man das
Xerogel vor oder nach dessen Formen einer hydrothermalen Behandlung in einem Autoklav bei einer
Temperatur von 100 bis 380°C unter einem Druck von 1 bis 300 at unterwirft und anschließend bei einer
Temperatur von 100 bis 300° C trocknet und bei einer Temperatur von 550 bis 1000° C an der Luft oder in der
Wasserdampfatmosphäre erhitzt.
Das erfindungsgemäße Verfahren macht es möglich, ein Adsorptionsmittel mit breiteren Poren und geringerer
spezifischer Oberfläche als bei den nach dem bekannten Verfahren erhaltenen Adsorptionsmitteln zu
bereiten. Durch die Durchführung der hydrothermalen Behandlung von aus einem nichtporigen Siliziumdioxid
erhaltenen Xerogel kann ein Adsorptionsmittel mit einer spezifischen Oberfläche von 2 bis 28OmVg und
einem mittleren Porendurchmesser von 230 bis 30 000 Ä unter Beibehaltung eines hohen Wertes des Porenvolumens
von 0,9 bis 1,9 cmVg bereitet werden.
Ein solches Adsorptionsmittel eignet sich für die Verwendung in der Chromatographie bei der Trennung, Reinigung und Analyse eines sehr breiten Kreises von Stoffen, von den nieder- und mittelsiedenden Stoffen bis zu den Polymeren, insbesondere Biopolymeren, und Viren.
Ein solches Adsorptionsmittel eignet sich für die Verwendung in der Chromatographie bei der Trennung, Reinigung und Analyse eines sehr breiten Kreises von Stoffen, von den nieder- und mittelsiedenden Stoffen bis zu den Polymeren, insbesondere Biopolymeren, und Viren.
Die Formung des Xerogels zu Teilchen erfolgt vorzugsweise durch dessen Mahlen.
Außerdem führt man im Falle der Durchführung der hydrothermalen Behandlung und der anschließenden
Trocknung des Xerogels nach dessen Formung diese Formung zweckmäßig gleichzeitig mit der Trocknung
der Siliziumdioxidsuspension durch Zerstäuben in einem Trockenofen bei einer Temperatur von 400 bis 450° C
durch. Durch eine solche Vereinigung der Stufen (der der Trocknung der Suspension und der der Formung der
Xerogelteilchen) erhält man das Xerogel als Teilchen sphärischer Form, die im Autoklav bei der hydrothermalen
Behandlung einer bedeutend geringeren Zerstörung unterworfen werden, was sich besonders bei hohen
Drücken und hohen Temperaturen der Behandlung
auswirkt Außerdem macht es die Durchführung der Trocknung und der Formung von Xerogel unter den
genannten Bedingungen möglich, ein Vermählen von Xerogel zu vermeiden und die Verluste des Adsorptionsmittels
auf 5 bis 7% zum Gewicht des eingesetzten
6s Siliziumdioxids zu senken. Bei der Herstellung des
Adsorptionsmittels als Teilchen sphärischer Form werden auch Bedingungen für eine Verbesserung der
Gleichmäßigkeit der Füllung der chromatographischen
Säulen und ihrer hydrodynamischen Eigenschaften herbeigeführt.
Zur Erweiterung des Temperaturbereiches der Anwendung des Adsorptionsmittels, zur Entfernung von
strukturgebundenem Wasser und Erhöhung der Festigkeit des Adsorptionsmittel erhitzt man zweckmäßig
vor der hydrothermalen Behandlung das genannte Xerogel bei einer Temperatur von 550 bis 10000C an
der Luft oder in der Atmosphäre von Wasserdampf.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Bereitung von ι ο weitporigem Adsorptionsmittel für Chromatographie
auf der Grundlage von hochdispersem nichtporigem Siliziumdioxid wird wie folgt durchgeführt:
1 Gewichtsteil von feinstverteiltem nichtporigem
Siliziumdioxid (z.B. Aerosil, Weißruß) vermischt man mit 1,6 bis 12 Gewichtsteilen Wasser bis zur Bildung
einer Suspension, welche bei 100 bis 450° C getrocknet wird. Das erhaltene Xerogel bringt man in einen
Autoklav ein, füllt mit Wasser und unterwirft einer hydrothermalen Behandlung bei 100 bis 3800C unter
einem Druck von 1 bis 300 at während 4 bis 100 Stunden. Nach der hydrothermalen Behandlung
wird bei 100 bis 3000C das Xerogel getrocknet. Das bereitete Adsorptionsmittel wird gemahlen und in
Fraktionen gesiebt. Das Mahlen kann auch vor der hydrothermalen Behandlung des Xerogels (nach der
Trocknung der wässerigen Suspension von Siliziumdioxid) durchgeführt werden.
Zur Herstellung von grobporigem Adsorptionsmittel in Form von sphärischen Teilchen und Verringerung der
Verluste von Adsorptionsmittel führt man zweckmäßig die Trocknung der wässerigen Suspension von Siliziumdioxid
und die Formung des Xerogels gleichzeitig durch Zerstäuben der Suspension in einem Trockenofen bei
400 bis 4500C durch. Die erhaltenen Xerogelteilchen weisen sphärische Form und eine Größe von 0,05 bis
1 mm auf. Dann wird nach der oben beschriebenen Methodik die hydrothermale Behandlung des Xerogels
und seine Trocknung durchgeführt, wonach das Sorptionsmittel verwendungsfähig ist.
Wie oben erwähnt, erhitzt man zweckmäßig zur Erweiterung des Temperaturbereiches der Anwendung
der Adsorptionsmittels, zur Entfernung von strukturgebundenem Wasser und Erhöhung der Festigkeit des
Adsorptionsmittels vor der hydrothermalen Behandlung und/oder nach der hydrothermalen Behandlung
und Trocknung des Xerogels das Xerogel bei 550 bis 10000C an der Luft oder in der Wasserdampfatmosphäre
während 6 bis 24 Stunden.
Zum besseren Verstehen der vorliegenden Erfindung werden nachstehend folgende Beispiele für die Herstellung
von weitporigem Adsorptionsmittel auf der Grundlage von hochdispersem nichtporigem Siliziumdioxid
angeführt
280 g hochdisperses nichtporiges Siliziumdioxid mit einer spezifischen Oberfläche S= 175 m2/g mischte man
mit 1 Liter Wasser bis zur Erzielung einer homogenen Suspension, die bei 1400C getrocknet wurde. Das
erhaltene Xerogel teilte man in drei Proben, deren jede einer hydrothermalen Behandlung im Autoklav unter
folgenden Bedingungen unterworfen wurde: Probe I bei 1000C unter einem Druck von 1 at während 69 Stunden;
Probe Il bei 275° unter einem Druck von 60 at während 4 Stunden; Probe HI bei 380°C unter einem Druck von
300 at während 4 Stunden. Dann wurden die Proben in einem Trockenschrank bei 200° C getrocknet, zermahlen
und unter Entnahme der Fraktion 0,05 bis OJS mm gesiebt
Die Ausbeute an Produkt betrug für jede Probe gegen 85%, bezogen auf das Gewicht des eingesetzten
Siliziumdioxids.
Die aus den drei Proben von Xerogel erhaltenen Adsorptionsmittel wiesen folgende Strukturkennwerte
auf (siehe Tabelle 1).
Adsorptionsmittel aus der Probe I Adsorptionsmittel
aus der Probe II
aus der Probe II
Adsorptionsmittel
aus der Probe III
aus der Probe III
Spezifische Oberfläche S, mVg
Mittlerer Porendurchmesser d, λ
Porenvolumen V, cmVg
Mittlerer Porendurchmesser d, λ
Porenvolumen V, cmVg
135 560 1,9 48
1600
1,9
19500
1,95
In einem Propellerrührer brachte man 60 kg hochdisperses nichtporiges Siliziumdioxid mit einer spezifisehen
Oberfläche S= 380 m2/g und 490 Liter Wasser ein. Die bereitete Suspension trocknete man in einem
Zerstäubungsofen bei 450° C unter gleichzeitigem Formen des Xerogels. Das in Form von sphärischen
Teilchen mit einer Größe von 0,05 bis 0,8 mm und einer Feuchtigkeit von 5% erhaltene Xerogel unterwarf man
in einer Menge von 62 kg einer hydrothermalen Behandlung im Autoklav bei 2200C unter einem Druck
von 300° C während 8 Stunden und siebte unter Entnahme der Fraktion 0,05 bis 0,8 mm.
Die Ausbeute an Produkt betrug 57,9 kg oder 96,5% zum Gewicht des eingesetzten Siliziumdioxids. Das
Adsorptionsmittel wies folgende Strukturkennwerte auf: spezifische Oberfläche 5=66 m2/g; mittlerer
Porendurchmesser d=940A; Porenvolumen V-1,55 cnWg.
280 g hochdisperses nichtporiges Siliziumdioxid mit einer spezifischen Oberfläche S= 160 mVg mischte man
mit 1 Liter Wasser bis zur Erzielung einer homogenen Suspension, die bei 2000C getrocknet wurde. Das
erhaltene Xerogel wurde gemahlen, die Fraktion mit einer Teilchengröße von 0,05 bis 0,5 mm ausgesiebt und
dann an der Luft bei 750° C während 10 Stunden erhitzt
Das erhitzte Xerogel unterwarf man einer hydrothermalen Behandlung im Autoklav bei 2509C unter einem
Druck von 40 at während 4 Stunden. Dann wurde das Xerogel bei 2000C getrocknet und die Fraktion mit
einer Teilchengröße von 0,05 bis 0,5 mm ausgesiebt.
Die Ausbeute an fertigen Adsorptionsmittel betrug 92% zum Gewicht des eingesetzten Siliziumdioxids. Das
Adsorptionsmittel wies folgende Strukturkennwerte auf: spezifische Oberfläche S-33m2/g; mittlerer
Porendurchmesser d= 1650 A; Porenvolumen V- 1,37CmVg.
280 g hochdisperses nichtporiges Siliziumdioxid mit einer spezifischen Oberfläche S-175 mVg mischte man
mit Wasser bis zur Erzielung einer homogenen Suspension, welche bei 140° C getrocknet wurde. Das
erhaltene Xerogel unterwarf man einer hydrothermalen Behandlung im Autoklav bei 275° C unter einem Druck
von 60 at während 4 Stunden. Dann wurde das Xerogel bei 2000C getrocknet und in zwei Proben geteilt Die
Probe I erhitzte man an der Luft bei 10000C während 6 Stunden, die Probe II in der Wasserdampfatmosphäre
bei 750° C während 6 Stunden. Die erhaltenen Proben wurden gemahlen und unter Entnahme der Fraktion mit
einer Teilchengröße von 0,05 bis 03 mm gesiebt.
Die Ausbeute an Produkt für jede der Proben betrug 84% zum Gewicht des eingesetzten Siliziumdioxids.
Die aus den zwei Xerogelproben erhaltenen Adsorptionsmittel wiesen folgende Strukturkennwerte auf
(siehe Tabelle 2).
bereiteten
messer d, Ä
Adsorptions· Adsorptionsmittel aus der mittel aus der
Probe I Probe Il
Das obenerwähnte Erhitzen der Proben führte zu einer wesentlichen Verringerung des Gehaltes an strukturgebundenem
Wasser W (Mikromol HjO/g Adsorptionsmittel)
und der Konzentration der Hydroxylgruppen an der Oberfläche des Adsorptionsmittels «oh (Mikromol
OH/m2 der Oberfläche des Adsorptionsmittels). Beim Adsorptionsmittel vor dem Durchglühen ist W= 360
und «oh-8,0; bei der Probe I W = 30 und aoH = l,3;bei
der Probell W= 190 und «oh-5,7. Das Erhitzen
bewirkte eine Erhöhung der Festigkeit des Adsorptionsmittels. Die Verluste beim Vibrationsabrieb des
Adsorptionsmittels vor dem Erhitzen betrugen 4,5
Gewichtsprozent, bei den erhitzten Proben I und Il 2,5 beziehungsweise 1,8 Gewichtsprozent.
In einem Propellerrührer brachte man 60 kg hochdisperses
nichtporiges Siliziumdioxid mit einer spezifischen Oberfläche S= 380 m2/g und 490 Liter Wasser ein.
Die bereitete Suspension trocknete man in einem Zerstäubungsofen bei 4500C unter gleichzeitiger Formung
des Xerogels. Das in Form von sphärischen Teilchen mit einer Größe von 0,05 bis 03 mm und einer
Feuchtigkeit von 5% erhaltene Xerogel unterwarf man in einer Menge von 62 kg einer hydrothermalen
Behandlung im Autoklav bei 2200C unter einem Druck von 20 at während 24 Stunden. Dann trocknete man das
Xerogel bei 1200C und erhitzte bei 9000C an der Luft
während 6 Stunden. Nach dem Erhitzen wurde das Sorptionsmittel unter Entnahme der Fraktion mit einer
Teilchengröße von 0,05 bis 03 mm gesiebt.
Die Ausbeute an Fertigprodukt betrug 57,6 kg oder 96% zum Gewicht des eingesetzten Siliziumdioxids. Das
Sorptionsmittel wies folgende Strukturkennwerte auf: spezifische Oberfläche S=64m2/g; mittlerer Porendurchmesser
d— 950 A; Porenvolumen V—1,52 crnVg.
In einen Propellerrührer brachte man 60 kg hochdisperses
nichtporiges Siliziumdioxid mit einer spezifischen Oberfläche S-175 m2/g und 430 Liter Wasser ein.
Die bereitete Suspension wurde in einem Zerstäubungsofen bei 400° C unter gleichzeitiger Formung des
Xerogels zerstäubt. Das in Form von sphärischen Teilchen mit einer Größe von 0,1 bis 1 mm und einer
Feuchtigkeit von 5% erhaltene Xerogel teilte man in drei Proben, deren jede einer hydrothermalen Behandlung
unter folgenden Bedingungen unterworfen wurde: Probe I bei 220°C unter einem Druck von 20 at während
96 Stunden; Probe II bei 2800C unter 100 at während 16 Stunden; Probe HI bei 3700C unter 290 at während
6 Stunden. Dann wurden die Proben bei JOO0C getrocknet und bei 9000C an der Luft während
24 Stunden erhitzt. Nach dem Erhitzen wurden die Proben unter Entnahme der Fraktion mit einer
Teilchengröße von 0,1 bis 1 mm gesiebt.
Die Ausbeute an Fertigprodukt, bereitet aus der Probe 1, betrug 96%, die an Fertigprodukt, bereitet aus
der Probe II, 94,8%, die an Fertigprodukt, bereitet aus der Probe IH 93% zum Gewicht des eingesetzten
Siliziumdioxids.
Die aus den drei Xerogelproben erhaltenen Adsorptionsmittel wiesen folgende Strukturkennwerte auf
(siehe Tabelle 3).
Adsorptionsmittel
aus der Probe I
aus der Probe I
Adsorptionsmittel
aus der Probe II
aus der Probe II
Adsorptionsmittel
aus der Probe IH
aus der Probe IH
Spezifische Oberfläche S, m2/g
Mittlerer Porendurchmesser d, A
Porenvolumen V, cnvVg
Mittlerer Porendurchmesser d, A
Porenvolumen V, cnvVg
| 46 | 16 | 2,2 |
| 1600 | 4400 | 30000 |
| 1,82 | 1,77 | 1,74 |
45 g hochdisperses nichtporiges Siliziumdioxid mit einer spezifischen Oberfläche S— 35 m2/g mischte man
mit 100 ml Wasser. Die wässerige Suspension trocknete man bei 100° C in einem Trockenschrank. Das erhaltene
Xerogel unterwarf man einer hydrothermalen Behandlung bei 1300C unter einem Druck von 3 at während
709 541/196
4 Stunden. Dann wurde das Xerogel bei 3000C in einem
Trockenschrank getrocknet und an der Luft bei 7500C während 8 Stunden erhitzt. Nach dem Erhitzen wurde
das Adsorptionsmittel gemahlen und unter Entnahme der Fraktion mit einer Teilchengröße von 0,05 bis
0,5 mm gesiebt.
Die Ausbeute an Fertigprodukt betrug 84% zum Gewicht des eingesetzten Siliziumdioxids. Das Adsorptionsmittel
wies folgende Strukturkennwerte auf: spezifische Oberfläche S=29m2/g; mittlerer Durchmesser
der Poren </=1250Ä; Porenvolumen
V=0,92 cmVg.
In einen Propellerriihrer brachte man 60 kg hochdisperses
nichtporiges Siliziumdioxid mit einer spezifischen Oberfläche S= 175 m2/g und 430 Liter Wasser ein.
Die bereitete Suspension wurde in einem Zerstäubungsofen bei 4000C unter gleichzeitiger Formung des
Xerogels zu Teilchen getrocknet. Das in Form von sphärischen Teilchen mit einer Größe von 0,1 bis I mm
und einer Feuchtigkeit von 5% erhaltene Xerogel wurde an der Luft bei 550° C während 8 Stunden erhitzt.
Das erhitzte Xerogel unterwarf man einer hydrothermalen Behandlung im Autoklav bei einer Temperatur
von 2200C unter einem Druck von 20 at während 96 Stunden. Dann wurde das Xerogel bei 1200C
getrocknet und an der Luft bei 9000C während 24 Stunden erhitzt. Nach dem Erhitzen wurde das
Sorptionsmittel unter Entnahme der Fraktion mit einer Teilchengröße von 0,1 bis 1 mm gesiebt.
Die Ausbeute an Fertigprodukt betrug 98% zum Gewicht des eingesetzten Siliziumdioxids. Das Adsorptionsmittel
wies folgende Strukturkennwerte auf: spezifische Oberfläche 5=44 m2/g; mittlerer Durchmesser
der Poren d=1500Ä; Porenvolumen
V=1,68cm3/g.
In einen Propellerriihrer brachte man 60 kg hochdisperses
unporiges Siliziumdioxid mit einer spezifischen Oberfläche 5= 175 m2/g und 450 Liter Wasser ein. Die
bereitete Suspension wurde in einem Zerstäubungsofen bei 450° unter gleichzeitiger Formung des Xerogels
getrocknet. Das in Form von sphärischen Teilchen mit einer Größe von 0,1 bis 1 mm und einer Feuchtigkeit
von 5% erhaltene Xerogel wurde in einer Menge von 62 kg in*, der Wasserdampf atmosphäre bei 850° C
während 6 Stunden erhitzt. Das erhitzte Xerogel unterwarf man einer hydrothermalen Behandlung bei
115°C unter einem Druck von 1,5 at während 4 Stunden.
Dann wurde das Xerogel bei 300° C getrocknet und die Fraktion mit einer Teilchengröße von 0,1 bis 1 mm
ausgesiebt.
Die Ausbeute an Produkt betrug 97,5% zum Gewicht des eingesetzten Siliziumdioxids. Das Adsorptionsmittel
wies folgende Strukturkennwerte auf: spezifische Oberfläche S=85m2/g; mittlerer Porendurchmesser
d=700Ä; Porenvolumen V=1,52cm3/g.
Claims (4)
1. Verfahren zur Herstellung von weitporigem Adsorptionsmittel für Chromatographiezwecke s
durch Vermischen von hochdispersem nichtporigem Siliziumdioxid, das eine spezifische Oberfläche von
35 bis 380 m2/g aufweist, mit Wasser, anschließendem Trocknen der wässerigen Suspension bei einer
Temperatur von 100 bis 450° C und Formen des so.io erhaltenen Siliziumdioxid-Xerogels zu Teilchen,0"
dadurch gekennzeichnet, daß man das Xerogel vor oder nach dessen Formen einer hydrothermalen Behandlung in einem Autoklav bei
einer Temperatur von 100 bis 3800C unter einem Druck von 1 bis 300 at unterwirft und anschließend
bei einer Temperatur von 100 bis 3000C trocknet und bei einer Temperatur von 550 bis 10000C an der
Luft oder in der Wasserdampfatmosphäre erhitzt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man das Xerogel durch Mahlen formt.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man bei hydrothermaler Behandlung
des Xerogels nach dessen Formung diese Formung gleichzeitig mit der Trocknung der Siliziumdioxidsuspension
durch Zerstäubung in einem Trockenofen bei einer Temperatur von 400 bis 4500C
durchführt.
4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man das Siliziumdioxidxerogel
vor der hydrothermalen Behandlung bei einer Temperatur von 550 bis 10000C an der Luft oder in
der Wasserdampfatmosphäre erhitzt.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19722225452 DE2225452C3 (de) | 1972-05-25 | 1972-05-25 | Verfahren zur Herstellung von weitporigem Adsorptionsmittel für Chromatographiezwecke |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19722225452 DE2225452C3 (de) | 1972-05-25 | 1972-05-25 | Verfahren zur Herstellung von weitporigem Adsorptionsmittel für Chromatographiezwecke |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE2225452A1 DE2225452A1 (de) | 1974-09-19 |
| DE2225452B2 true DE2225452B2 (de) | 1977-10-13 |
| DE2225452C3 DE2225452C3 (de) | 1978-06-08 |
Family
ID=5845856
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19722225452 Expired DE2225452C3 (de) | 1972-05-25 | 1972-05-25 | Verfahren zur Herstellung von weitporigem Adsorptionsmittel für Chromatographiezwecke |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE2225452C3 (de) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0384284A2 (de) * | 1989-02-20 | 1990-08-29 | Nitto Chemical Industry Co., Ltd. | Verfahren zur Herstellung von Kieselsäure mit einem niedrigen Silanolgehalt |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113443633B (zh) * | 2021-06-28 | 2022-04-29 | 上海千溯生物科技有限公司 | 小尺寸内核仿病毒二氧化硅纳米粒子及其制备方法 |
-
1972
- 1972-05-25 DE DE19722225452 patent/DE2225452C3/de not_active Expired
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0384284A2 (de) * | 1989-02-20 | 1990-08-29 | Nitto Chemical Industry Co., Ltd. | Verfahren zur Herstellung von Kieselsäure mit einem niedrigen Silanolgehalt |
| EP0384284A3 (de) * | 1989-02-20 | 1991-04-17 | Nitto Chemical Industry Co., Ltd. | Verfahren zur Herstellung von Kieselsäure mit einem niedrigen Silanolgehalt |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE2225452C3 (de) | 1978-06-08 |
| DE2225452A1 (de) | 1974-09-19 |
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