FR2571628A1 - Materiau composite poreux, procede pour sa production et pour la separation d'un element metallique - Google Patents

Materiau composite poreux, procede pour sa production et pour la separation d'un element metallique Download PDF

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Abstract

L'INVENTION CONCERNE UN MATERIAU COMPOSITE POREUX. SELON L'INVENTION, IL COMPREND UN MATERIAU INORGANIQUE POREUX PARTICULAIRE ET, DANS LES PORES DE CE MATERIAU, UNE RESINE ORGANIQUE AYANT UN MICROVIDE, LE MATERIAU COMPOSITE AYANT UNE AIRE SUPERFICIELLE PLUS IMPORTANTE QUE CELLE DU MATERIAU INORGANIQUE POREUX. L'INVENTION S'APPLIQUE NOTAMMENT A LA SEPARATION D'UN ELEMENT METALLIQUE D'UNE SOLUTION LE CONTENANT.

Description

L'invention se rapporte à un matériau composite poreux, à un procédé pour
sa production et à un procédé
pour la séparation d'un élément métallique. Plus particu-
lièrement, la présente invention concerne un matériau composite poreux comprenant un matériau inorganique poreux particulaire et, contenu dans ses pores, une résine organique ayant un microvide, ainsi qu'à un procédé de production du matériau composite poreux. Elle concerne également un procédé pour la séparation d'un élément métallique et d'une solution en utilisant le matériau
composite poreux.
Des résines fonctionnelles comme une résine échangeuse d'ions et une résine chélatée et des gels polymériques fonctionnels comme du dextrane réticulé et un polystyrène réticulé, qui ont une haute capacité de séparation et d'adsorption d'une substance, sont largement utilisés dans des procédés de séparation et d'adsoption, en particulier dans une chromatographie par séparation, une chromatographie par adsorption,-une chromatographie par échange d'ions, une chromatographie sur gel et analogues. Les résines et gels polymériques connus utilisés dans de tels buts ne sont cependant pas suffisants par la résistance mécanique et la stabilité dimensionnelle des particules. En conséquence, du fait de la résistance mécanique et de la stabilité dimensionnelle insuffisantes des particules, l'utilisation d'une telle résine ou d'un gel par exemple en tant que matériau de garnissage pour chromatographie liquide n'est possible que dans des conditions restreintes. En effet, la hauteur de la colonne, la densité du garnissage des particules de la résine, la pression de développement, les constructions de la pompe
et de la centrifugeuse et analogues subissent des restric-
tions sévères. Du fait de ces restrictions, il n'est pas possible d'entreprendre la séparation ou l'adsorption d'un ion de métal ou analogue en utilisant une telle résine ou gel d'une manière souhaitable. A titre d'exemple, dans un procédé de séparation, l'utilisation d'une telle
résine ou d'un tel gel a tendance à provoquer une augmenta-
tion désavantageuse du temps de séparation et à diminuer de manière désavantageuse le rendement et l'efficacité de séparation.Dans un procédé d'adsorption, l'utilisation d'une telle résine ou d'un tel gel a tendance à-provoquer une augmentation désavantageuse du temps d'adsorption, du nombre de cycles et de la quantité nécessaire de l'adsorbant. Par ailleurs, des changements dimensionnels dûs au gonflement de la résine ou du gel par le développeur forcent la densité de garnissage du matériau de garnissage au développement à changer, donc lorsqu'il faut faire passer plusieurs sortes de développeurs à travers la colonne garnie de la résine ou du gel, la densité de garnissage devient instable et un développement stable
ne peut être atteint en utilisant la résine ou le gel.
Ces inconvénients sont des problèmes sérieux dans l'utilisation d'une telle résine ou d'un tel gel dans un procédé de séparation, un procédé d'adsorption et divers autres procédés dans des industries. Par conséquent, des efforts ont été faits pour résoudre le problème
technique selon lequel la résine ou le gel ne peut présen-
ter suffisamment sa haute capacité de séparation et d'adsorption du fait de la résistance mécanique et de la stabilité dimensionnelle insuffisantes de la résine ou du gel. Comme cela est apparent par ce qui précède, il y a une forte demande pour un matériau de garnissage ayant une
forte résistance mécanique et une haute stabilité dimen-
sionnelle ainsi qu'une haute capacité de séparation et
d'adsorption.
Afin d'éviter les problèmes ci-dessus mentionnés de résistance mécanique et de stabilité dimensionnelle insuffisantes, on a proposé un matériau composite formé en revêtant un polymère sur les surfaces extérieure et intérieure de particules inorganiques poreuses pour ainsi utiliser avantageusement l'excellence, dans de telles propriétés, du matériau inorganique. De ce point de vue,
on peut se référer par exemple au brevet US N 4 140 653.
De même, on a proposé un matériau composite comprenant des particules inorganiques poreuses ayant une phase stationnaire couplée à leurs surfaces par un agent de couplage. Voir brevet US N 4 049 496. Cependant, ces matériaux composites sont accompagnés de l'inconvénient qui suit. Dans ces matériaux composites, la couche de la résine revêtue ou la phase stationnaire est naturellement très mince et par conséquent, sa quantité, en volume, est extrêmement
faible en comparaison au volume du matériau composite.
Pour cette raison, les quantités d'adsorption et de séparation d'une substance par poids unitaire de tels matériaux composites sont extrêmement faibles. Afin d'atteindre une adsorption et une séparation d'une substance en une quantité aussi importante que celle atteinte avec une résine poreuse, il faut une très grande quantité du matériau composite. En conséquence, de tels matériaux composites ont été employés dans la pratique uniquement dans des domaines spécifiques o l'adsorption et la séparation d'une substance en une faible quantité est suffisante. Dans le cas du matériau composite enduit de résine ci-dessus mentionné, lorsque la quantité accrue de résine est enduite sur les surfaces des particules inorganiques poreuses, le matériau composite est défectueux par le fait que les espèces chimiques en rapport avec l'adsorption ou la séparation se diffusent dans la résine enduite à une allure extrêmement lente, que les sites o l'adsorption ou la séparation se produit ne sont présents que sur les surfaces de la résine et que par conséquent il faut un temps relativement important pour qu'elle commence à présenter sa capacité d'adsorption ou de séparation. Par ailleurs, lorsque la quantité de résine enduite sur les surfaces d'une particule inorganique poreuse est trop importante, les micropores des particules sont fermés et ainsi la capacité d'adsorption et de
séparation du matériau composite est fortement abaissée.
Les deux types conventionnels ci-dessus mentionnés de matériaux composites comprennent une grande proportion d'une particule poreuse inorganique et seule une faible proportion d'une résine, donc les propriétés des matériaux composites conventionnels sont principalement affectées
par les propriétés de la particule inorganique poreuse.
Par conséquent, de tels matériaux composites connus ont une haute résistance mécanique et une haute stabilité
dimensionnelle mais ils ne peuvent présenter des perfor-
mances d'adsorption et de séparation comparables à celles
des résines poreuses conventionnelles.
Pour obtenir un matériau composite poreux ayant une haute résistance mécanique et une haute stabilité
dimensionnelle tout en présentant des excellentes perfor-
mances par rapport à l'adsorption et à la séparation, les inventeurs ont effectué des études intensives et extensives. Par suite, les inventeurs ont trouvé de manière inattendue qu'un matériau composite approprié dans ce but pouvait être obtenu en incorporant une résine organique ayant un microvide dans les pores d'une matière inorganique poreuse particulaire. En se basant sur une telle nouvelle découverte, la présente invention a été accomplie. La présente invention a par conséquent pour objet la production d'un matériau composite poreux ayant une
haute résistance mécanique et une haute stabilité dimen-
sionnelle tout en présentant une forte capacité d'adsorp-
tion et de séparation comparable à celle des résines
poreuses conventionnelles.
La présente invention a pour autre objet un procédé de production d'un tel matériau composite poreux
du type ci-dessus mentionné.
La présente invention a pour autre objet un procédé pour la séparation d'un élément métallique d'une solution le
contenant en utilisant le matériau composite poreux.
Les objectifs, caractéristiques et avantages ci-dessus de la présente invention deviendront apparents de ceux qui sont compétents en la matière à la lecture
de la description détaillée qui suit.
Selon un aspect de la présente invention,on prévoit un matériau composite poreux comprenant un matériau inorganique particulaire poreux et, dans les pores dudit matériau inorganique poreux, une résine organique ayant un microvide, ledit matériau composite poreux ayant une aire superficielle plus importe que celle dudit matériau inorganique poreux. Dans le matériau composite poreux de la présente invention, la résine ayant un microvide est disposée dans les pores du matériau inorganique poreux de façon qu'elle remplisse partiellement ou complètement les pores. Par ailleurs, en comparaison avec le matériau composite du type revêtement conventionnel, o la résine n'ayant pas de microvide n'est présente qu'aux parties de surface du matériau inorganique poreux particulaire, le matériau composite de la présente invention a une grande quantité d'une résine organique par poids unitaire du matériau inorganique poreux et a un microvide dans la résine,
ainsi les sites o se produit l'adsorption ou la sépara-
tion sont présents non seulement à la surface de la résine mais également dans les parties intérieures à
travers toute la résine.
Dans le matériau composite poreux de la présente invention, le microvide de la résine a une fonction spécifique qui est différente de celle des pores de la résine échangeuse d'ions conventionnelle. La raison en est la suivante. Dans le cas des résines échangeuses d'ions conventionnelles, la résine est gonflée, lors d'un contact avec une solution contenant des ions à échanger, par la pénétration de la solution dans les pores, et un passage suffisant est établi pour que les ions atteignent plus facilement les groupes d'échange d'ions sur la résine. Par ailleurs, dans le matériau composite poreux
de la présente invention, une résine organique, par -
exemple une résine échangeuse d'ions, est contenue dans les pores du matériau inorganique poreux particulaire ayant une haute rigidité, donc le gonflement de la résine par contact avec une solution contenant des ions est
inhibé par les parois des pores des particules inorga-
niques poreuses. Cependant, le matériau composite poreux de la présente invention est capable de présenter ses
excellentes fonctions parce que la résine a des micro-
vides d'un volume, d'un diamètre et d'une distribution de diamètre appropriés. Les microvides sont non seulement utiles pour la pénétration de la solution dans le matériau composite poreux mais produisent également un grand
nombre de sites de réaction.
Dans le matériau composite poreux de la présente invention, la résine organique contenue dans le matériau
composite poreux a des microvides en une quantité suffi-
sante pour rendre l'aire superficielle totale du matériau composite poreux plus importante que celle du matériau
inorganique poreux qui y est contenu.
Les propriétés du matériau composite poreux de la présente invention dépendent non seulement du diamètre
des particules, de l'aire superficielle, des caractéris-
tiques des pores (volume des pores, diamètre moyen des pores et distribution de diamètre des pores) et de la matière du matériau inorganique poreux particulaire mais également des caractéristiques des microvides (volume des microvides, diamètre moyen des microvides et distribution de diamètre des microvides) et du type de la résine organique ainsi que du rapport de quantité de la résine
organique au matériau composite poreux.
Pour les caractéristiques des pores du matériau inorganique poreux particulaire, on peut les analyser en chauffant le matériau composite poreux, par exemple à 700 à 800 C jusqu'à ce que toute la résine ait été brûlée pour obtenir un matériau inorganique poreux exempt de résine organique, et en soumettant le matériau inorganique poreux ainsi obtenu à une mesure au moyend'unporosimètre à mercure (Autopore 9200, fabriqué et vendu par Shimadzu Corporation, Japon), pour ainsi déterminer le volume des pores et le diamètre moyen des pores du matériau. En utilisant ces données, l'aire superficielle peut être calculée selon un modèle de pore cylindrique postulé, comme on l'expliquera ci-après. Par ailleurs, pour les propriétés des pores du matériau composite poreux, on peut les déterminer au moyen d'un porosimètre à mercure sans
soumettre le matériau composite poreux à un prétraitement.
L'aire superficielle peut être calculée de la même
manière que dans le cas du matériau inorganique poreux.
Les propriétés des microvides de la résine organique peuvent être déterminées à partir des données concernant les pores, les poids et les densités du matériau composite poreux et du matériau inorganique poreux particulaire selon la méthode qui sera décrite ci-après. Pour le matériau inorganique poreux particulaire, on peut employer des céramiques poreuses particulaires
contenant un oxyde métallique comme composant principal.
Des exemples spécifiques des céramiques poreuses particu-
laires contenant un oxyde métallique comprennent une
silice poreuse particulaire, une alumine poreuse particu-
laire, un aluminosilicate poreux particulaire, une titanie
poreuse particulaire et une zirconia poreuse particulaire.
Ils comprennent également un verre poreux particulaire, une chamotte poreuse particulaire et une porcelaine poreuse particulaire. On peut facilement les obtenir par des méthodes habituelles (voir, par exemple, "Technical Compilation of Ceramic Materials", page 224, 1979, Sangyo Gijutsu Center, Japon). Parmi eux, on préfère la silice poreuse particulaire du fait de la facile production
de la silice poreuse particulaire sous une forme sensible-
ment sphérique, et de la distribution étroite de diamètre et de l'inertie à l'acide de la silice poreuse particulaire produite. La silice poreuse particulaire utile dans la présente invention peut être faite par la méthode qui suit. Un sel inorganique comme un chlorure de sodium est ajouté à un sol de silice ou à un verre soluble, le sol de silice ou le verre soluble résultant est pulvérisé, au moyen d'un séchoir à pulvérisation, par exemple, pour obtenir des particules de gel de silice contenant un sel inorganique en tant qu'intermédiaire et l'intermédiaire est calciné, par exemple, à 500 C ou plus avec ensuite dessalement. A la place de l'intermédiaire ci-dessus, on peut également employer un produit obtenu par incorporation d'un sel inorganique dans un gel de
l1 silice qui a été formé au moyen d'un séchoir à pulvérisa-
tion. Dans ces procédés, des diamètres souhaités des pores et -une distribution étroite des diamètres des pores peuvent être atteints en choisissant la sorte des sels inorganiques à employer et en contrôlant la quantité du sel et la température pour la calcination. La silice poreuse particulaire ainsi obtenue a une pureté si élevée (98% ou plus) qu'elle peut présenter une excellente résistance chimique aux solutions aqueuses, en particulier
à une solution acide.
La forme des particules du matériau inorganique particulaire poreux du matériau composite poreux de la
présente invention n'est pas critique. En général cepen-
dant, elle est de préférence sphérique ou presque sphérique. Un diamètre approprié de la particule du matériau poreux inorganique particulaire dépend de son usage. Il est de préférence dans la gamme de 10 m à 1 mm,
en particulier de 20 jm à 500 Mm.
Le diamètre moyen de particule du matériau inorga-
nique poreux particulaire peut être mesuré en utilisant une photographie agrandie obtenue au moyen d'un microscope optique (modèle BH-2, fabriqué et vendu par Olympus Co., Japon). Le diamètre est calculé comme suit. Sur la photographie obtenue, on choisit arbitrairement 100 images de particule et le diamètre maximum de chaque particule dans une certaine direction, comme la direction le long d'un bord latéral de la photographie, est mesuré avec une règle graduée. Alors, une valeur moyenne est calculée à partir des données ainsi obtenues de diamètre pour donner le diamètre moyen d'une particule du matériau inorganique
poreux particulaire.
La terminologie "rapport de volume des pores utilisée ici est destinée à signifier un rapport du volume des pores contenus dans le matériau inorganique poreux particulaire au volume apparent dudit matériau poreux. Bien qu'il soit possible d'employer un matériau inorganique poreux particulaire ayant un rapport de
volume des pores de 0,01 à 0,99, le rapport est de préfé-
rence dans la gamme de 0,3 à 0,9, mieux de 0,40 à 0,85.
Le rapport de volume des pores (X) est représenté par la formule suivante: " = - Densité apparente Densité réelle Les densités apparente et réelle peuvent être déterminées par un porosimètre à mercure ou un pycnomètre en utilisant le mercure et l'hélium. Lorsque le rapport est inférieur à 0,3, la quantité de la résine organique
ayant un microvide et contenue dans le matériau inorga-
nique poreux est trop faible dans ce but, provoquant
ainsi une diminution désavantageuse des capacités d'adsorp-
tion et de séparation du matériau composite poreux.
Lorsque le rapport est supérieur à 0,9, la résistance mécanique du matériau composite poreux est trop faible
dans ce but, rendant ainsi sa manipulation difficile.
Le diamètre moyen des pores du matériau inorga-
nique poreux particulaire peut être mesuré au moyen d'un porosimètre à mercure. La terminologie "pore" utilisée ici est destinée à signifier un pore ayant un diamètre des pores de pas moins de 3,7 nm, qui est la valeur minimum qui puisse être mesurée par le porosimètre à mercure. Le diamètre moyen des pores du matériau inorganique
poreux particulaire n'est pas particulièrement limité.
Cependant, il est préférable qu'il soit dans la gamme de
à 2000nm, de préférence de 50 à 1500 nm.
2 5 7 1628
la L'aire superficielle (S) du matériau inorganique poreux particulaire peut être représentée par la formule: 4V S -D D o V est le volume des pores et D est le diamètre moyen des pores. La formule ci-dessus peut être dérivée des deux formules qui suivent qui sont dérivées selon un modèle postulé de pore cylindrique: S: fDL et
V - D2.L
o S, V et D sont tels que définis ci-dessus, et L est la longueur du pore cylindrique postulé. Si l'on détermine S par rapport à un poids unitaire, comme 1 gramme, du matériau inorganique particulaire poreux, la valeur obtenue
représente une aire superficielle spécifique du matériau.
Il est préférable que l'aire superficielle spécifique du matériau inorganique poreux soit dans la gamme de 0,1 à
1.000 m2/g, en particulier de 0,4 à 800 m2/g.
L'aire superficielle du matériau composite poreux de la présente invention peut être déterminéesensiblement de la même manière que dans le cas du matériau inorganique
poreux qui vient d'être mentionné.
Dans le matériau composite poreux de la présente invention, il est essentiel que l'aire superficielle du matériau composite poreux soit plus importante que celle du matériau inorganique poreux particulaire du matériau composite poreux. En conséquence, l'inégalité qui suit doit être satisfaite: Wc.Sc > Wi.Si o Wc et Wi sont les poids en termes de grammes du matériau composite poreux et du matériau inorganique poreux respectivement et Se et Si sont les aires superficielles spécifiques en termes de m2/g du matériau composite
poreux et du matériau inorganique poreux respectivement.
Si un matériau composite poreux ne satisfait pas à l'iné-
galité ci-dessus, on peut s'attendre à ce que la quantité de la résine organique contenue soit trop faible ou bien que l'aire superficielle du microvide de la résine organique soit trop faible. Un tel matériau composite poreux ne satisfaisant pas à l'inégalité ci-dessus est
en dehors du cadre de la présente invention.
La résine organique ayant un microvide qui est contenuedans le matériau composite poreux de la présente
invention a un diamètre moyen du microvide qui de préfé-
rence ne dépasse pas 90% et mieux ne dépasse pas 50O, du diamètre moyen des pores du matériau inorganique poreux particulaire. Le diamètre moyen approprié des microvides de la résine varie selon l'usage du matériau composite
ultime et le diamètre moyen des pores du matériau inorga-
nique poreux. Mais en général il ne dépasse de préférence pas 800 nm, 'et mieux 100 nm. Il n'y a pas de limite inférieure critique au diamètre moyen des microvides. I1 est cependant préférable que le diamètre ne soit pas inférieur à 10 nm pour garantir un traitement rapide d'échange d'ions ou un traitement chimique rapide pour
introduire un groupe fonctionnel dans la résine.
Le diamètre moyen des microvides de la résine organique peut être déterminé à partir d'une courbe montrant la relation entre le diamètre des pores et le volume des pores du matériau composite poreux obtenueen utilisant un porosimètre à mercure, en se référant au rapport de volume des microvides qui est déterminé selon une méthode mentionnée ci-dessous. Une telle courbe est également appelée "courbe de distribution de diamètre des pores". Lorsque la résine organique remplit complètement tous les pores du matériau inorganique poreux, la courbe de distribution de diamètre des pores obtenue donne une courbe en forme de colline. Dans ce cas, le diamètre moyen des pores du matériau composite poreux est égal au
diamètre moyen des microvides de la résine organique.
Par ailleurs, lorsque la résine organique ne remplit pas complètement tous les pores du matériau inorganique poreux, la courbe obtenue de distribution de diamètre
des pores donne une courbe composée de deux collines.
L'une des collines est assignée au microvide de la résine organique et l'autre des collines est assignée aux pores restants du matériau inorganique poreux. En mesurant au préalable le rapport des microvides, il est possible de juger laquelle des collines donne un volume des pores correspondant au rapport des microvides, c'est-à-dire laquelle des collines donne le volume des microvides dans la résine. En conséquence, à partir de cette colline, le diamètre moyen des microvides de la résine peut être déterminé. La terminologie "rapport de volume des microvides" utilisée ici est destinée à signifier un rapport du volume des microvides contenus dans la résine organique au
volume de la résine organique comprenant les microvides.
Le rapport de volume des microvides (-Y) est représenté par la formule suivante: Wr opr
1
Vt. < dans laquelle Wr est le poids de la résine organique, pr est la densité réelle de la résine organique, Vt est le volume apparent du matériau inorganique poreux et c< est le rapport de volume des pores du matériau inorganique poreux. La relation ci-dessus est valable lorsque la résine organique remplit complètement tous les pores du matériau inorganique poreux. Dans -le cas o la résine organique ne remplit pas complètement tous les pores du matériau inorganique poreux, le rapport de volume des microvides est représenté par la formule suivante: Wr pr = (1 vt.) r o Wr, pr, Vt et Q< sont tels que définis ci-dessus et f est un rapport du volume apprent de la résine organique (Vs) au volume apparent du matériau inorganique poreux (Vt). Les valeurs de Vt et o< peuvent être déterminées par un porosimètre à mercure. Les valeurs de pr et Vs peuvent être déterminées par un porosimètre à mercure en utilisant un échantillon obtenu en traitant le matériau composite poreux avec, par exemple, un acide fluorhydrique pour retirer la silice ou une solution chauffée d'acide sulfurique pour retirer l'alumine. Le rapport de volume des microvides de la résine organique est de préférence dans la gamme de 0,05 à 0,95, de
préférence de 0,20 à 0,95, et mieux de 0,40 à 0,95.
La quantité (A) de la résine organique contenue
dans les pores du matériau inorganique poreux est repré-
sentée par la formule suivante: Wi Wc o Wi est le poids du matériau inorganique poreux et Wc est le poids du matériau composite poreux. De préférence,
/ est dans la gamme de 0,05 à 0,95, mieux de 0,25 à 0,80.
Si / est inférieureà 0,05, la quantité de la résine organique contenue dans le matériau composite poreux est si faible que les capacités de séparation et d'adsorption
du matériau composite poreux sont fortement diminuées.
Lorsque /3 est plus importanteque 0,95, la résine organique est désavantageusement présente hors des pores de la particule inorganique poreuse et/ou le rapport de volume des microvides est trop faible, ce qui force la résistance mécanique ou l'efficacité de séparation et
d'adsorption du matériau-composite poreux à diminuer.
Les valeurs de Wi et Wc sont mesurées comme suit.A partir d'un matériau composite poreux, on prépare deux échantillons ayant le même poids. L'un est chauffé, par exemple à 800 C pendant 30 minutes pour retirer la résine organique et est pesé pour donner une valeur de Wi. L'autre est pesé sans aucun traitement pour donner une
valeur de Wc.
Une partie de la résine organique peut être présente sur la surface externe du matériau inorganique poreux. La terminologie "surface externe" utilisée ici est destinée à signifier toutes les surfaces de la particule inorganique poreuse, à l'exclusion des surfaces internes définissant les microvides. En effet, la surface externe est la surface faisant face à l'espace externe du
matériau inorganique poreux.
Dans la présente invention, la quantité de la résine présente sur la surface externe du matériau inorganique poreux est appelée "rapport de volume de résine externe (M')" défini par la formule suivante: Y - X X o X est le volume apparent du matériau inorganique poreux
et Y est le volume apparent du matériau composite poreux.
Chacun de X et Y peut être déterminé en utilisant un porosimètre à mercure comme suit. D'abord, un échantillon
est placé dans un récipient d'un volume interne prédéter-
miné. Deuxièmement, le récipient est dégazé par une pompe à vide et du mercure est introduit dans le récipient à un état non pressurisé. Troisièmement, le volume apparent de l'échantillon est calculé en soustrayant le
volume du mercure introduit du volume interne du récipient.
Lorsque l'échantillon est un matériau inorganique poreux, on obtient X. Par ailleurs, lorsque l'échantillon est un matériau composite poreux, on obtient Y. Dans le matériau composite poreux de la présente invention, le rapport de volume de la résine externe ne dépasse de préférence pas 0,1 et mieux 0,01. Lorsqu'un matériau composite poreux ayant un rapport de volume de la résine externe atteignant plus de 0,1 est utilisé comme matériau de garnissage pour chromatographie liquide, une partie de la résine présente à la surface externe du matériau inorga- nique poreux a tendance à se détacher de la surface externe par le frottement entre les matériaux composites poreux, et la résine détachée bouche le filtre, provoquant ainsi une augmentation de la perte de pression. Il peut également arriver que la résine ainsi détachée reste parmi les matériaux de garnissage,provoquant ainsi une diminution des capacités de séparation et d'adsorption
du matériau de garnissage avec la répétition du développe-
ment. Par ailleurs, la résine présente sur la surface externe du matériau inorganique poreux peut s'en détacher, par exemple, pendant le transport d'une bouillie du matériau composite poreux par l'utilisation d'une pompe, ou pendant le mélange du matériau composite poreux par
l'utilisation d'un mélangeur.
Dans la présente invention, la résine de la matrice de la résine organique ayant un microvide devant être contenue dans les pores du matériau inorganique poreux particulaire n'est pas critique en ce qui concerne les propriétés chimiques comme les composants et la structure moléculaire de la résine, et peut être choisie dans une grande variété de résines. La résine de la matrice ci-dessus mentionnée peut être choisie dans le groupe consistant en polymères naturels comme des polysaccharides ( par exemple dextrane, agarose et cellulose), un polypeptide, des protéines et analogues, et des polymères synthétiques comme du polystyrène, de l'alcool polyvinylique, du polyacrylonitrile, du chlorure de polyvinyle, du polybutadiène, du téréphtalate de polyéthylène, du nylon 6,6, du sulfure de polyphénylène, du poly(2,6-xylénol), une polyéther sulfone, du polyéthylène, du polypropylène, de l'acide polyacrylique, de l'acétate de polyvinyle, un copolymère d'acrylonitrile et de styrène, un copolymère de styrène et de butadiène, un copolymère de styrène et de chlorure de vinylbenzyle, un copolymère d'acétate de vinyle et de chlorure de vinyle, un copolymère d'acide acrylique et de styrène, une résine phénol, une résine mélamine, un résine époxy, une résine
alkyde et analogues. En général, dans la présente inven-
tion, les résines sont réticulées. La raison de la préférence des résines réticulées en comparaison aux résines linéaires réside dans le fait que dans le cas d'une résine réticulée, les microvides de la résine seront maintenus pendant une période prolongée de temps et que le détachement de la résine par rapport aux pores du matériau inorganique poreux sera empêché du fait de la structure géométrique fixe de la résine. Le degré approprié de réticulation d'une telle résine réticulée peut varier selon l'utilisation du matériau composite final. Cependant, la quantité des unités réticulantes contenues dans la résine est généralement de 90%D ou moins, de préférence-dans la gamme de 0,1 à 80%, et mieux dans la gamme de 1 à 50%,O en se basant sur le poids total de
la résine.
I1 est souvent préférable que la résine de la matrice de la résine organique ayant un microvide devant être contenue dans les pores du matériau inorganique poreux particulaire ait un groupe fonctionnel. Par conséquent, une échangeuse d'ions, une résine chélatée ayant un ligand chélaté et une résine rédox ayant un groupe hydroquinone, un groupe thiol ou analogue sont utiles pour constituer, avec le matériau inorganique poreux particulaire, le matériau composite poreux de la
présente invention.
La résine échangeuse d'ions à employer dans la présente invention comprend une résine échangeuse de cations, une résine échangeuse d'anions et une résine ayant à la fois des capacités d'échange d'anions et de cations. Comme échangeuse de cations appropriée, on peut mentionner, par exemple, celles ayant un groupe acide sulfonique, un groupe carboxyle, un groupe acide phosphorique ou analogue. Ces résines ont généralement une structure tridimensionnelle, et peuvent être polyméri-
sées à partir d'un monomère tel que l'acide vinylbenzène-
sulfonique, l'acide vinylbenzoïque, l'acide acrylique,
l'acide méthacrylique et analogues.
Comme résine échangeuse d'anions appropriée, on peut mentionner par exemple celles ayant une amine primaire, secondaire ou tertiaire comme du polystyrène ou du polyacrylamide ayant dans sa chaîne secondaire un groupe fonctionnel représenté par la formule:
-CH2-NR1R2
dans laquelle chacun de R1 et R2 indique indépen-
damment un groupe alcoyle à chaîne droite ayant 1 à atomes de carbone; celles ayant un groupe quaternaire représenté par la formule:
-CH -N+R1R2R3X-
-CH2 R R R,
dans laquelle R1 et R2 sont tels que définis ci-dessus, R3 indique un groupe alcoyle à chaine droite ayant 1 à 5 atomes de carbone, et X indique un anion inorganique monovalent comme C-, Br, I, NO3 et C104 ou un équivalent
chimique d'un anion inorganique multivalent comme 1/2 S04--
et 1/3 P04; celles polymérisées à partir d'un monomère comme de la vinylpyridine, du vinylimidazole et analogues qui ont un noyau hétérocyclique contenant de l'azote basique en tant que groupe fonctionnel; et analogues. Des noyaux hétérocycliques-appropriés comprennent non seulement ceux de la pyridine et de l'imidazole mais également ceux de pyrazole, thiazole, triazole, carbazole, benzimidazole,
indole et analogues.
Comme résine chélatée appropriée à employer dans la présente invention, on peut mentionner, par exemple, celles ayant un ligand comme un alcool, un phénol, un acide carboxylique, un aldéhyde, un amide, un ester, un oxyde, une amine primaire, une amine secondaire, une
amine tertiaire, un thioéther, un thiophénol, une aryl-
phosphine et une arylarsine. Par ailleurs, comme exemples spécifiques de la résine chélatée appropriée, on peut mentionner un polymère ayant un groupe hydroxyle, comme un alcool polyvinylique; un polymère ayant un groupe carbonyle cétonique provenant de monomères tels que la vinyl méthyl cétone et la méthacryloylacétone; un polymère ayant un groupe hydroxyle et un groupe carboxyle, comme une résine formaldéhyde-acide salicylique; un polymère ayant un groupe carboxyle comme l'acide
polyacrylique, l'acide polyméthacrylique, l'acide poly-
itaconique et le maléate de thiophène; un polymère ayant un groupe iminodiacétique; un polymère ayant un groupe amino, un groupe oxime ou un groupe azo; un polymère ayant un groupe thioalcool ou un groupe thiophénol; un polymère ayant un groupe thiocétone, un groupe dithiolate, un groupe thioamide ou un groupe thiourée; un polymère ayant un groupe alkylphosphine primaire, secondaire ou tertiaire ou un groupe arylphosphine; un polymère ayant un groupe catéchol, et analogues. Comme résines chélatées préférées, on peut mentionner un polymère ayant dans sa molécule une structure d'un acide
polyaminocarboxylique, diverses oximes, oxine ou catéchol.
Comme exemple de l'acide polyaminocarboxylique approprié, on peut mentionner un composé représenté par la formule (I): i R4 / ii
6 3 A1 R4
R - A t N (I) R6.___t. ^3-N,^)-.-R
J
dans laquelle chacun de R4, R5 et R6 représente indépendamment un atome d'hydrogène ou -CH2COOR8
8 2
o R représente un atome d'hydrogène, un ion d'un métal alcalin ou un résidu hydrocarboné ayant de 1 à 4 atomes de carbone; A1, A2 et A3 représentant chacun indépendamment
-CH 2-CH2- ou -CH 2- CH - N-
2 21 2 21 8
H CH2COOR8
et chacun de i, j et k représente indépendam-
ment un nombre entier de 0 à 3, à condition qu'un composé représenté par la formule (I) contienne
au moins un -CH2COOR8.
Pour ces acides polyaminocarboxyliques, on peut
mentionner, plus particulièrement, un acide polyamino-
carboxylique ayant un atome d'azote comme l'acide imino-
diacétique, ses dérivés comme l'acide N-méthylimino-
diacétique, l'acide N-cyclohexyliminodiacétique, l'acide
N-phényliminodiacétique et analogues, et l'acide nitrilo-
triacétique; un acide polyaminocarboxylique ayant deux
atomes d'azote comme l'acide éthylènediamine-N,N,N',N'-
tétraacétique, ses dérivés comme l'acide 1,2-propylène-
diamine-N,N,N',N'-tétraacétique, l'acide 1-phényl-
éthylènediamine-N,N,N',N'-tétraacétique, l'acide cyclohexyldiamine-N,N,N', N'-tétraacétique et analogues; un acide polyaminocarboxylique ayant trois atomes d'azote
ou plus comme l'acide diéthylènetriamine-N,N,N',N",N"-
pentaacétique, l'acide diéthylènetriamine-N,N,N",N"-
tétraacétique de formule
CH2- CH2 /CH- CH2
N N N
/ I I/ \
CH2 CH2 COOH H CH2 CH 2-COOH
COOH COOH
l'acide diéthylène triamine-N,N,N',N"-tétraacétique de formule xCH2- CH2 CH2- CH2
H - N N N-CH2-COOH
-1 I I
CH2-COOH -CH2COOH CH2-COOH
ses dérivés, l'acide triéthylènetétramine-N,N,N',N",N"',N"-
hexaacétique, la polyéthylèneimine et une polyéthylèneimine ayant un acide acétique qui y est introduit. Par ailleurs, les exemples spécifiques des acides polyaminocarboxyliques
appropriés comprennent l'acide N-hydroxyéthylènediamine-
N,N',N'-triacétique, l'acide l,3-diaminopropane-N,N,N',N'-
tétraacétique, l'acide l,4-diaminobutane-N,N,N',N'-tétra-
acétique et analogues. Parmi eux, des acides polyamino-
carboxyliques préférables peuvent être l'acide imino-
diacétique, l'acide éthylènediaminetétraacétique, l'acide diéthylènetriamine-N,N,N",N"-tétraacétique, l'acide diéthylènetriamine-N, N',N",N"-tétraacétique et leurs dérivés. Ces composés chélatés sont contenus dans des résines chélatées sous la forme d'un radical produit par enlèvement d'un ou plusieurs atomes d'hydrogène du composé
en toute position.
Le type de la résine pour l'introduction d'un tel groupe chélaté devant être contenu dans le matériau composite poreux n'est pas critique. Par exemple, on peut mentionner un copolymère de styrène et de divinylbenzène
dans lequel ont été introduits divers substituants.
La résine chélatée à utiliser dans la présente
invention a la structure typique qui a des unités récur-
rentes représentées par les formules (II) et (III). Ces résines chélatées peuvent être produites, par exemple, par un procédé dans lequel on fait réagir un copolymère de chlorométhylstyrène et de divinylbenzène avec un ester éthylique de l'acide iminodicarboxylique [ formule (II)], un procédé dans lequel on fait réagir un copolymère de (1,2-dibromoéthyl) styrène et de divinylbenzène avec de l'acide iminodiacétique [ formule (III)], un procédé dans lequel on fait réagir un copolymère de chlorométhylstyrène et de divinylbenzène avec de la diéthylènetriamine puis avec de l'acide chloroacétique L formule (II)] et un procédé dans lequel on fait réagir un copolymère de p- di(aminoéthyl)aminoéthyl] styrène et de divinylbenzène
avec de l'acide chloroacétique [ formule (II).
Formule(II)
-CH2-CH-
XI A + R5
--CH2CHH-)----
dans laquelle chacun de A1 et A2 représente indépendamment
-CH2 -CH2-N- ou -CH2-CH 2-N-
I 8
H CH2COOR
chacun de R4 eR5
* chacun de R4 et R5 représente indépendamment H-
ou -2C0R8 ou -CH 2COOR, chacun de i et j représente indépendamment un nombre entier de 0 à 3, représente un nombre entier de 1 à 3, R8 représente H, un ion d'un métal alcalin ou un résidu d'hydrocarbure ayant de 1 à 4 atomes de carbone, à condition qu'au moins l'un de A1 A2
4 5
R et R soit ou contienne -CH2COOR8 Formule (III)
-CH2-CH-
/R4 CH-N 1 A1 t R5 R6
CH-N AR7
Cl-N
A 2, 7
dans laquelle chacun de A1 et A2 représente indépendamment
-CH2-CH2-N- ou -CH 2-CH N-
1 1
-H CH2COOR8
chacun de R4, R5, R6 et R7 représente indépen-
damment -H ou -CH2COOR8, chacun de i et j représente indépendamment un nombre entier de 0 à 3, R représente un atome d'hydrogène, un ion d'un métal alcalin ou un résidu d'hydrocarbure ayant de 1 à 4 atomes de carbone, à condition qu'au moins l'un de A1, A2 et R à R7 soit ou contienne
CH2COOR8
-CH 2COOR
2Z3 Comme exemple spécifique d'une résine chélatée contenant une oxime, on peut mentionner une résine obtenue par un procédé dans lequel on fait réagir un
polymère ayant un groupe carbonyle avec de l'hydroxylamine.
La réaction peut être effectuée dans les pores du
matériau inorganique poreux.
Comme exemple spécifique d'une résine chélatée contenant une structure oxine, on peut mentionner un polymère obtenu par une réaction de condensation par addition d'oxine et de formaline. Alternativement, une résine chélatée contenant une structure oxine peut être obtenue par réaction d'un polymère ayant un groupe formyle ou un groupe hydroxyle avec l'oxine. La réaction peut être effectuée dans les pores du matériau inorganique
poreux.
Une résine chélatée contenant un groupe catéchol peut être une résine ayant un groupe représenté par la formule (IV): OH
I\< (IV)
OH dans laquelle trois des quatre atomes d'hydrogène liés au noyau benzène peuvent être remplacés par
tout substituant.
La structure du polymère contenant un groupe catéchol à employer dans la présente invention n'est pas critique mais certains exemples préférés peuvent être mentionnés. Le premier exemple est un polymère ayant une unité récurrente représentée par la formule (V)>: R9
CH. ( 0)
(y) O5 OH OH dans laquelle la présence de O entre parenthèses est facultative, et R représente un atome d'hydrogène ou un résidu
d'hydrocarbure ayant de 1 à 8 atomes de carbone.
Un tel polymère ayant l'unité récurrente ci-dessus mentionnée peut être produit par réaction de condensation de polyaddition du catéchol ou d'un catéchol modifié comme mentionné ci-dessus avec du formaldéhyde. Par ailleurs, selon la nécessité, dans la réaction de condensation par polyaddition ci-dessus mentionnée, on peut ajouter des hydroxybenzènes comme le phénol, le résorcinol et le p-chlorophénol, des aminobenzènes
comme l'aniline, la p-phénylènediamine et la o-phénylène-
diamine, et des phényl éthers comme l'anisole et le
diphényl éther.
Le second exemple du polymère contenant un groupe catéchol est un polymère ayant une unité récurrente représentée par la formule suivante (VI)
-(CH2-CH)-
,H -CH
RC H - 9 X ( V(VI)
RLl 9H
R10 R1 R
2 5 7 1628
dans laquelle chacun de R9 et R10 représente indépendamment un atome d'hydrogène ou un résidu d'hydrocarbure ayant de 1 à 8 atomes de carbone, Rl représente un atome d'hydrogène, un groupe hydroxyle, un résidu d'hydrocarbure ayant de 1 à
8 atomes de carbone ou un groupe catéchol.
Un tel polymère ayant l'unité récurrente ci-
dessus mentionnée peut être produit par une addition d'un catéchol à un copolymère tridimensionnel réticulé d'un dérivé de styrène ayant un groupe formyle ou un groupe hydroxyle ou par une condensation par déshydratation d'un
catéchol et d'un tel copolymère réticulé tridimensionnel.
Dans le cas d'une unité récurrente représentée par la formule (V), par exemple,une unité récurrente trifonctionnelle représentée par la formule (VII) est formée par réaction d'une mole d'un catéchol avec deux moles ou plus de formaldéhyde pour ainsi donner un
polymère réticulé tridimensionnel.
CH24
R OCH20
OH
(0 -H2C
H
CH2 (VII)
>0)_
OH)----
o R9 est tel que défini ci-dessus.
La résine organique sous forme réticulée peut être produite par l'utilisation d'un agent réticulant qui peut être un monomère bifonctionnel ou multifonctionnel pour ainsi donner une structure tridimensionnelle. Comme agent réticulant à utiliser avec un monomère ayant un groupe vinyle, on peut mentionner, par exemple, le divinylbenzène, le divinyltoluène, le divinylxylène, le
divinyléthylbenzène, le trivinylbenzène, le divinyl-
diphényle, le divinyldiphénylméthane, le divinyldibenzyle, le divinylphényl éther, le divinyldiphényl sulfure, la divinyldiphénylamine, la divinyl sulfone, la divinyl cétone, la divinylpyridine, le diallyl phtalate, le diallyl maléate, le diallyl fumarate, le dially succinate, le diallyl oxalate, le diallyl adipate, le diallyl sébaçate,
la diallylamine, la triallylamine, le N,N'-éthylène-
diacrylamide, le N,N'-méthylènediacrylamide, le N,N'-
méthylènediméthacrylamide, le diméthacrylate d'éthylène glycol, le diacrylate d'éthylène glycol, le diacrylate de 1,3-butylène glycol, le triallyl isocyanurate, le triallyl citrate, le triallyl trimellitate, le triallyl cyanurate
et analogues.
Selon un autre aspect de la présente invention, on prévoir un procédé de production d'un matériau composite poreux, qui consiste à mettre un matériau inorganique poreux particulaire en contact avec un mélange liquide homogène choisi dans le groupe consistant en un mélange d'un monomère ou oligomère polymérisable, d'un agent réticulant et d'un diluant et un mélange d'un polymbre, d'un agent réticulant et d'un diluant pour introduire ledit mélange liquide homogène dans les pores dudit matériau inorganique poreux particulaire, à chauffer ou à exposer le mélange à des rayons actiniques pour donner un produit intermédiaire comprenant ledit matériau inorganique poreux et, dans les pores dudit matériau inorganique poreux, un polymère réticulé contenant le
diluant et à enlever le diluant dudit produit intermé-
diaire.
Dans le présent procédé, un matériau inorganique
poreux est mis en contact avec un mélange liquide homogène.
Comme mélange liquide homogène, on emploie un mélange d'un monomère ou oligomère polymérisable, d'un agent réticulant et d'un diluant, ou bien un mélange d'un polymère, d'un agent réticulant et d'un diluant. Par le contact du matériau inorganique poreux avec le mélange liquide homogène, on obtient un matériau inorganique poreux ayant, dans
ses pores, le mélange liquide homogène.
Comme monomère à introduire avec un agent réticulant dans les pores des matériaux particulaires poreux pour former une résine réticulée, on peut de
préférence utiliser un monomère ayant un groupe vinyle.
Comme exemples d'un tel monomère, on peut mentionner des hydrocarbures comme le styrène, le méthylstyrène, le diphényléthylène, l'éthylstyrène, le diméthylstyrène, le vinylnaphtalène, le vinylphénanthrène, le vinylmésitylène, le 3,4,6-triméthylstyrène, le 1-vinyl-2-éthylacétylène, le butadiène, l'isoprène et analogues; des dérivés de styrène comme le chlorostyrène, le méthoxystyrène, le bromostyrène, le cyanostyrène, le formylstyrène, le
fluorostyrène, le dichlorostyrène, le N,N-diméthylamino-
styrène, le nitrostyrène, le chlorométhylstyrène, le trifluorométhylstyrène, l'aminostyrène et analogues; des
dérivés de sulfure de vinyle comme le sulfure de méthyl-
vinyle, le sulfure de phénylvinyle et analogues; de l'acrylonitrile et des dérivés d'acrylonitrile comme le méthacrylonitrile, 1' O<acétoxyacrylonitrile et analogues; des acides acrylique et méthacrylique; des esters acryliques comme l'acrylate de méthyle, l'acrylate de lauryle, l'acrylate de chlorométhyle, l'acétoxyacrylate d'éthyle et analogues; des esters méthacryliques comme le méthacrylate de cyclohexyle, le méthacrylate de diméthylaminoéthylet le méthacrylate de glycidyle, le méthacrylate de tétrahydrofurfuryle, le méthacrylate d'hydroxyéthyle et analogues; lesdiéthyl maléate et fumarate; des vinyl cétones comme la méthyl vinyl cétone, l'éthyl isopropényl cétone et analogues; des composés de vinylidène comme le chlorure de vinylidène, le bromure de vinylidène, le cyanure de vinylidène et analogues; l'acrylamide et ses dérivés comme le méthacrylamide, le N-butoxyméthylacr.ylamide, le N- phénylacrylamide, le diacétonacrylamide, le N,N- diméthylaminoéthylacrylamide et analogues; des esters vinyliques d'un acide gras 28 - comme l'acétate de vinyle, le butyrate de vinyle, le caprate de vinyle et analogues; des dérivésd'un thioacide gras comme le thiométhacrylate de phényle, le thioacrylate de méthyle, le thioacétate de vinyle et analogues; des composés hétérocycliques contenant de l'azote comme le 2-vinylpyrrole, le N-vinylpyrrole, la
N-vinylpyrrolidone, le N-vinylsuccinimide, le N-vinyl-
phtalimide, le N-vinylcarbazole, le N-vinylindole, le
2-vinylimidazole, le 5-vinylimidazole, le 1-vinyl-2-
méthylimidazole, le 1-vinyl-2-hydroxyméthylimidazole, le -vinylpyrazole, le 3-méthyl-5-vinylpyrazole, la 3-vinyl-
pyrazoline, le vinylbenzoxazole, la 3-phényl-5-vinyl-2-
isoxazoline, la N-vinyloxazolidone, le 2-vinylthiazole, le 2-vinyl-4méthylthiazolex le 2-vinyl-4-phénylthiazole, le 2-vinyl-4,5diméthylthiazole, le 2-vinylbenzothiazole,
le 1-vinyltétrazole,.le 2-vinyltétrazole, la 2-vinyl-
pyridine, la 4-vinylpyridine, la 2-N, N-diméthylamino-4-
vinylpyridine, la 2-vinyl-4,6-diméthyltriazine, la 2-vinyl-4,6diphényltriazine, l'isopropényltriazine, la
vinylquinoline et analogues; et d'autres composés hétéro-
cycliques comme le vinylfurane, le 2-vinylbenzofurane
le vinylthiophène et analogues. Bien entendu, on peut -
employer un certain nombre de monomères différents pour former un copolymère dans les pores du matériau inorganique
poreux.
A la place du monomère ci-dessus mentionné, un oligomère ou un polymère peut être employé pour former, avec un agent réticulant et un diluant, un mélange liquide homogène. L'oligomère à employer dans la présente invention peut être obtenu par l'union du monomère ci-dessus mentionné et il a un poids moléculaire moyen en nombre de moins de 10.000 en mesurant selon la méthode de chromatographie par perméation de gel o l'on emploie l'appareil de chromatographie modèle 2000 fabriqué et vendu par Waters Associates Co., E.U.A. Le polymère à employer dans la présente invention peut également être obtenu par l'union du monomère ci-dessus mentionné, et des exemples appropriés du polymère ont été donnés précédemment. Le polymère a un poids moléculaire moyen en nombre de 10.000 ou plus en mesurant selon la méthode ci-dessus. Le monomère, oligomère ou polymère peut être dissous ou uniformément dispersé dans un diluant pour préparer un mélange liquide homogène. L'utilisation du monomère, en comparaison à l'oligomère ou polymère, est préférable parce qu'il a généralement une haute solubilité dans le diluant et donc la préparation d'un mélange liquide homogène peut être facilitée. Cependant, le mélange liquide homogène résultant, qu'il ait été préparé à partir d'un monomère ou d'un oligomère ou d'unpolymère, peut
également être soumis aux étapes subséquentes, c'est-à-
dire l'incorporation du mélange dans les pores du matériau inorganique poreux, le chauffage ou l'exposition à des rayons actiniques et l'enlèvement du diluant, comme décrit ultérieurement pour produire le matériau composite
poreux de la présente invention.
Des exemples de l'agent réticulant à utiliser avec un monomère, un oligomère ou un polymère comprennent le divinylbenzène, le divinyltoluène, le divinylxylène,
le divinylnaphtalène, le divinyléthylbenzène, le divinyl-
phénanthrène, le trivinylbenzène, le divinyldiphényle, le divinyldiphénylméthane, le divinyldibenzyle, le
divinylphényl éther, le divinyldiphényl sulfure, la divinyl-
diphénylamine, la divinyl sulfone, la divinyl cétone, le divinylfurane, la divinylpyridine, la divinylquinoline, la di(vinylpyridinoéthyl) éthylènediamine, le diallyl phtalate, le diallyl maléate, le diallyl fumarate, le diallyl succinate, le diallyl carbonate, le diallyl oxalate, le diallyl adipate, le diallyl sébaçate, le diallyl tartrate, la diallylamine, la triallylamine, le triallyl phosphate, le triallyl tricarballylate, le triallyl aconitate, le triallyl citrate, le N,N'éthylènediacrylamide, le
N,N'-méthylènediacrylamide, le N,N'-méthylènediméthacryl-
amide, le diméthacrylate d'éthylène glycol, le diméthacrylate de triéthylène glycol, le diméthacrylate
de polyéthylène glycol, le triméthacrylate de triméthylol-
propane, le tétraméthacrylate de pentaérythritol, le diacrylate de 1,3butylène glycol, le diacrylate de 1,6-hexanediol, le triacrylate de triméthylolpropane,
le tétraacrylate de pentaérythritol, le triallyl iso-
cyanurate, la 1,3,5-triacryloylhexahydro -1,3,5-triazine, la diallylmélamine, le formaldéhyde, l'acétaldéhyde, le
1,3-divinylpropane, un polyalcool, un c(, cO-dihalogéno-
alcane, une polyamine, un polyépoxyde, un diisocyanate, du soufre, un peroxyde d'alcoyle, une polyaziridine, un formaldéhyde acide, un acide dicarboxylique et analogues. Pour le diluant, on peut employer ceux qui sont capables de former un mélange liquide homogène avec le
monomère, l'oligomère, le polymère et l'agent réticulant.
Par exemple, lorsque le monomère, l'oligomère ou le polymère est lipophile, un liquide organique peut être avantageusement employé pour le diluant. Par ailleurs, lorsque le monomère, oligomère ou polymère est hydrophile, de l'eau ou une solution aqueuse est préférable pour le
diluant. On peut les utiliser seuls ou en mélange.
Comme on le décrira ultérieurement, après l'in-
troduction du mélange liquide homogène dans les pores du matériau inorganique poreux, le matériau inorganique poreux contenant le mélange liquide homogène est chauffé
ou exposé à des rayons actiniques pour effectuer la réac-
tion de polymérisation et/ou de réticulation du monomère, oligomère ou polymère. En général, pour ccomplir la réaction de polymérisation et/ou de réticulation, le matériau inorganique poreux contenant le mélange liquide homogène est immédiatement chauffé ou exposé à des rayons actiniques ou d'abord dispersé dans un milieu de dispersion puis est chauffé ou exposé à des rayons actiniques. Dans le cas o l'on effectue le chauffage ou l'exposition à des rayons actiniques sans disperser le matériau inorganique poreux dans un milieu de dispersion, la sorte du diluant n'est pas restreinte tant qu'il est capable de former un mélange liquide homogène avec le monomère, l'oligomère ou le polymère et l'agent réticulant. Cependant, dans le cas o l'on effectue le chauffage ou l'exposition à des rayons actiniques après dispersion du matériau inorganique poreux dans un milieu de dispersion, le diluant doit être
choisi en considérant la propriété du milieu de dispersion.
En effet, lorsque le milieu de dispersion est hydrophile, un liquide organique lipophile est préférable comme diluant. Lorsque le milieu de dispersion est lipophile,
un liquide hydrophile est préférable comme diluant.
Dans le procédé de la présente invention, les caractéristiques des microvides de la résine organique contenue dans les pores du matériau inorganique poreux
dépendent de la sorte et/ou de la quantité du diluant.
Par exemple, le diamètre du microvide de la résine organique dépend de l'affinité du diluant pour un
polymère réticulé à former, c'est-à-dire que plus l'affi-
nité est faible, plus le diamètre du microvide est important. Par ailleurs, le volume des-microvides de la résine organique dépend de la quantité du diluant à utiliser, c'est-à-dire que plus la quantité du diluant
est importante, plus grand est le volume desmicrovides.
Comme on le décrira ultérieurement, un groupe fonctionnel peut être introduit dans la résine organique du matériau composite poreux par postréaction. Par exemple, un groupe acide sulfonique est introduit, par postréaction, dans un copolymère de styrène-divinylbenzène en tant que résine organique contenue dans un matériau composite poreux pour convertir larésine organique pour qu'elle ait la capacité d'échange d'ions. Dans le cas o cette introduction d'un groupe fonctionnel est voulue, il est préférable que le diluant soit utilisé en une quantité telle que cela donne non seulement un volume des microvides suffisant pour la postréaction en une résine organique à former à partir d'un mélange liquide homogène contenant le diluant mais également un volume des microvides suffisant dans le but de la résine organique d'un
matériau composite poreux final.
Des exemples spécifiques du diluant à Utiliser dans la présente invention comprennent l'eau et des liquides organiques comme le chlorobenzène, le toluène, le xylène, le décane, l'octane, le butanol, l'octanol, le diéthyl phtalate, le dioctyl phtalate, le benzoate d'éthyle, la méthyl isobutyl cétone, l'acétate d'éthyle, le diéthyl oxalate, le carbonate d'éthyle, le nitroéthane
et la cyclohexanone.
Le mélange liquide homogène préparé est alors mis en contact avec un matériau inorganique poreux pour
introduire le mélange dans les pores du matériau inorga-
nique poreux. Diverses méthodes peuvent être employées pour l'introduction du mélange liquide homogène dans les pores du matériau inorganique poreux particulaire. Par exemple, on peut mentionner une méthode dans laquelle le matériau inorganique poreux particulaire est simplement mis en contact avec le mélange liquide homogène à la pression atmosphérique, de préférence tout en effectuant une douce agitation, une méthode dans laquelle le matériau inorganique poreux particulaire est mis en contact avec le mélange liquide homogène sous vide et une méthode dans laquelle un traitement de surface tel qu'une silylation
est effectué sur le matériau inorganique poreux particu-
laire et ensuite le matériau inorganique poreux ainsi
traité est mis en contact avec le mélange liquide homogène.
Lorsque le traitement de surface du matériau inorganique poreux est effectué par silylation, un agent de silylation à utiliser est choisi en considérant la
propriété d'un mélange liquide homogène à introduire.
Par exemple, dans le cas o un mélange liquide homogène est lipophile, on préfère, comme agent de silylation, du triméthylchlorosilane, du vinyltriméthoxysilane, du vinyltriéthoxysilane, du phényltrichlorosilane et analogues. Par ailleurs, dans le cas o un mélange liquide homogène est hydrophile, on peut de préférence employer,
comme agent de silylation, du T-glycidoxypropyltriméthoxy-
silane, du X< -(2-aminoéthyl)aminopropyltriméthoxysilane, du vinyltriacétoxysilane, du vinyltriméthoxysilane et analogues. Pour la méthode de silylation, il n'y a pas de limite spéciale mais il est préférable qu'un agent de silylation soit mis en contact avec un matériau inorganique poreux à un état de liquide ou de gaz de façon que toute la surface de paroi interne des pores du matériau inorganique poreux soit suffisamment traitée avec l'agent de silylation. Par conséquent, si l'on emploie un agent solide de silylation, on l'utilise de préférence sous la forme de sa solution ou de sa dispersion dans un liquide organique ou de l'eau. L'agent de silylation peut être utilisé en une quantité de 0,1 à 20%, de préférence de 0,5 à 10% en se basant sur le poids du matériau inorganique poreux. La réaction de silylation peut être effectuée à une température dans la gamme de 100 à 300 C, de préférence dans la gamme de 15 à 200 C, pendant 0,5
à 48 heures, de préférence pendant 1 à 24 heures.
Comme agents préférés de silylation, on peut mentionner, par exemple, le diméthyldichlorosilane, le triméthylchlorosilane, le phényltrichlorosilane, le diphényldichlorosilane, le méthyltriméthoxysilane, le diméthyldiméthoxysilane,, le triméthylméthoxysilane l'hexaméthyldisilazane, le N-triméthylsilyl acétamide,
le ' -mercaptopropyltriméthoxysilane, le vinyltrichloro-
silane, le vinyltriéthoxysilane, le vinyltriméthoxysilane,
le vinyltris(/ -méthoxyéthoxy)silane, le -f-méthacryloxy-
propyltriméthoxysilane, le.-méthacryloxypropyltris(/3 -
méthoxyéthoxy)silane, le A -(3,4-époxycyclohexyl)éthyl-
triméthoxysilane, le y-glycidoxypropyltriméthoxysilane,
le y -glycidoxypropyltriméthoxysilane, le vinyltriacétoxy-
silane, le <-aminopropyltriéthoxysilanp, le N-j (amino-
éthyl)--< -aminopropyltriméthoxysilane, le -X-chloropropyl-
triméthoxysilane, le peroxyde de silyle et analogues.
Le matériau inorganique poreux particulaire ainsi obtenu contenant un mélange liquide homogène dans ses pores a souvent tendance à avoir, à sa surface externe,
le mélange liquide homogène, ce qui est désavantageux.
Afin d'empêcher le mélange liquide homogène de rester sur la surface externe du matériau inorganique poreux, on peut, par exemple, utiliser une méthode dans laquelle la quantité du mélange liquide homogène à mettre en contact avec le matériau inorganique poreux particulaire est au préalable ajustée à un niveau qui est égal à ou inférieur au volume des pores du matériau inorganique poreux particulaire et l'introduction est effectuée tout en
agitant à une allure lente.
Par ailleurs, le mélange liquide homogène présent à la surface externe peut de préférence être retiré de façon que le rapport de volume de résine externe ci-dessus mentionné du matériau composite poreux final soit aussi faible que possible avant que la réaction de polymérisation et/ou réticulation du monomère, de l'oligomère ou du polymère ne soit amorcée. Le mélange liquide qui a déjà été présent à la surface externe du matériau inorganique poreux peut être retiré, par exemple, par filtration de préférence filtration sous pression ou filtration centrifuge qui permet de réduire la période requise pour la filtration. Alternativement, le mélange liquide
homogène restant à la surface externe du matériau inorga-
nique poreux peut être retiré par une méthode dans laquelle après accomplissement de l'introduction du
mélange liquide, le matériau inorganique poreux particu-
laire est dispersé dans un milieu qui ne réagit pas avec le mélange liquide et qui n'est pas non plus soluble
dans le mélange liquide, avec ensuite agitation forcée.
Dans ce cas, on peut de préférence employer un milieu de dispersion contenant un agent dispersant. Un agent dispersant a l'effet de maintenir stable, dans le milieu de dispersion, le mélange liquide détaché par agitation forcée de la surface externe du matériau inorganique poreux particulaire de façon que le mélange liquide détaché ne puisse adhérer de nouveau à la surface externe. Dans la méthode ci-dessus mentionnée consistant à détacher le mélange liquide homogène restant sur la surface externe du matériau inorganique poreux en utilisant un milieu de dispersion contenant un agent de dispersion, lorsque l'on utilise de l'eau comme milieu de- dispersion, l'agent dispersant peut être un mucilage comme de la O10 gomme arabique, de la collophane, de la pectine, un alginate, de la gomme adragante, de l'agar, de la méthyl cellulose, de l'amidon, de la carboxyméthyl cellulose, de la gomme karaya, de la gélatine et analogues; un polymère synthétique comme un polyacrylate de sodium, de l'alcool polyvinylique, de la polyvinyl pyrrolidone, du carbopol, de la diacétooléine et analogues; et une substance inorganique comme du magnésium, du silicate d'aluminium, du gel berma, du silicate de magnésium hydraté, de l'oxyde de titane, de-l'oxyde de z'inc, du carbonate de calcium, du talc, du sulfate de baryum, du phosphate de calcium, de l'hydroxyde d'aluminium, de l'anhydride acide silicique et analogues. De plus, on peut de préférence ajouter un sel tel que le chlorure
de sodium, un agent contrôlant le pH et un agent tensio-
actif selon la nécessité. Pour l'agitation forcée pour retirer le mélange liquide homogène de la surface externe du matériau inorganique poreux, la limite inférieure de l'allure de l'agitation est une valeur minimum nécessaire pour détacher le mélange liquide de la surface externe du matériau inorganique poreux particulaire, et la limite supérieure est une allure maximum à laquelle le matériau inorganique poreux particulaire reste non cassé. Une
allure préférée d'agitation est de 1500 t/mn ou plus.
Sous agitation à une allure appropriée, de préférence proche de la limite supérieure, le mélange liquide détaché peut être réduit en particules ayant un diamètre plus
petit que celui du matériau inorganique poreux particulaire.
Plus la dimension des particules du mélange liquide détaché est petite, d'autant plus facilement le mélange liquide
détaché pourra être enlevé par filtration ou analogue.
Alternativement, en choisissant la sorte de et en -
contrôlant la quantité de l'agent dispersant à ajouter dans le milieu de dispersion, le mélange liquide dans le milieu de dispersion peut être réduit en particules ayant un diamètre plus petit que celui du matériau inorganique poreux particulaire. Après avoir détaché le mélange liquide homogène, le mélange liquide homogène peut être séparé par filtration ou analogue. La séparation
du mélange liquide homogène peut être effectuée immédia-
tement après l'agitation forcée ou après le chauffage subséquent ou l'exposition à des rayons actiniques comme
on le mentionnera ultérieurement.
Selon une autre méthode pour détacher le mélange liquide restant sur la surface externe du matériau inorganique poreux, le matériau inorganique poreux ayant le mélange liquide sur sa surface externe est placé sur un filtre de verre ou analogue, et le mélange liquide est lavé par passage à travers le matériau d'un liquide inerte qui est immiscible avec le mélange liquide. Le type du liquide inerte à utiliser peut être modifié selon le type du mélange liquide à utiliser. Par exemple, lorsque le mélange liquide est lipophile, on utilise de
l'eau comme liquide inerte.
Dans le procédé de la présente invention, le mélange liquide homogène introduit dans les pores du matériau inorganique poreux est chauffé ou exposé à des
rayons actiniques comme de la lumière ou un rayonnement.
Lorsque le mélange liquide homogène est d'un monomère ou un oligomère, un agent réticulant et un diluant, il subit une polymérisation et une réticulation par le chauffage ou l'exposition à des rayons actiniques. Dans ce cas, un initiateur de polymérisation radicalaire ou un initiateur de polymérisation ionique peut être ou ne pas être ajouté au préalable dans le mélange liquide homogène. Cependant, en général, du point de vue
polymérisation à une température inférieure et accomplis-
sement de la polymérisation en une plus courte période de temps, il est préférable d'ajouter un initiateur de polymérisation radicalaire ou un initiateur de polyméri- sation ionique. Parmi ces initiateurs, on préfère un
initiateur de polymérisation radicalaire. Comme initia-
teur préféré de polymérisation radicalaire, on peut mentionner par exemple, des peroxydes d'acyle comme le peroxyde de benzoyle, le peroxyde de lauroyle et analogues; des azonitriles comme l'azobisisobutyronitrile et le 2,2'-azobis(2,4-diméthylmaléonitrile) et analogues; des peroxydes comme le peroxyde de dibutyle tertiaire, le peroxyde de dicumyle, le peroxyde de méthyl éthyl cétone et analogues; et des hydroperoxydes comme l'hydroperoxyde de cumène, l'hydroperoxyde tertiaire et analogues. la quantité de l'initiateur à utiliser dépend de la température de la réaction et de la quantité et de la sorte du monomère ou de l'oligomère, mais elle est généralement dans la gamme de 0,01 à 12% relativement au poids du monomère ou oligomère. Dans le cas o l'on utilise un mélange d'un polymère, d'un agent réticulant et d'un diluant comme mélange liquide homogène et o on le soumet à un chauffage ou une exposition à des rayons actiniques, l'addition d'un initiateur de polymérisation
n'est pas nécessaire.
Le chauffage ci-dessus mentionné pour effectuer la réaction de polymérisation et/ou réticulation du mélange liquide homogène peut être effectué tel qu'il est ou dans un milieu approprié de dispersion et à une température de 400 à 150 C pendant 2 à 100 heures. Dans le cas o la réaction de polymérisation et/ou réticulation est effectuée tel qu'il est, il est préférable que la réaction de polymérisation et/ou réticulation soit entreprise tout en agitant à une allure lente pour empêcher les matériaux inorganiques poreux particulaires d'adhérer les uns aux autres du fait de la résine qui se forme sur la surface externe du matériau. Dans le cas o la réaction de polymérisation et/ou réticulation est effectuée dans un milieu approprié de dispersion, un diluant à utiliser dans le mélange liquide homogène doit être choisi de façon que ce mélange, qui a été introduit dans les pores du matériau inorganique poreux, ne s'introduise pas dans le milieu de dispersion. Pour empêcher le mélange liquide homogène de s'écouler vers l'extérieur des pores du matériau inorganique poreux particulaire dans le milieu de dispersion, par ailleurs, il est préférable d'employer un matériau inorganique poreux particulaire pour lequel un traitement de surface a été effectué en utilisant un agent de silylation
comme on l'a décrit précédemment, ou analogue.
Le matériau composite qui a été produit dans
les conditions ci-dessus mentionnées contient un diluant.
Le diluant est efficacement retiré du polymère réticulé dans les pores du matériau inorganique poreux, par exemple, par une méthode dans laquelle le matériau composite est immergé dans un solvant capable de dissoudre le diluant, on laisse reposer pendant un temps approprié et on soumet à filtration, ou par une méthode dans laquelle le matériau composite est introduit dans une colonne et on fait passer un solvant ci-dessus mentionné dans la colonne. Lorsqu'un liquide organique est employé pour le diluant, l'enlèvement du diluant peut facilement être atteint en utilisant un solvant soluble dans l'eau tel que du méthanol et de l'acétone et de plus en lavant
le solvant avec de l'eau.
Le matériau composite poreux ainsi obtenu peut être utile tel qu'il est pour des applications pratiques, par exemple, en tant que résine d'échange d'ions, matériau de garnissage pour chromatographie, adsorbant et analogues, ou bien il peut être soumis à une post-réaction pour introduire un groupe fonctionnel dans la résine dans les pores du matériau inorganique poreux. En effet, un matériau composite poreux préparé en utilisant un monomère
tel que la vinylpyridine ou le vinylimidazole qui, lui-
même, a une propriété d'échange d'ions, peut présenter
une capacité d'échange d'ions sans subir aucune post-
réaction. Par ailleurs, un matériau composite poreux préparé en utilisant un monomère tel que du styrène, tel
quel, ne présente aucune capacité d'échange d'ions.
Donc, le matériau composite poreux ainsi obtenu peut être soumis à une post-réaction avec un agent introduisant un groupe fonctionnel tel qu'un acide chlorosulfonique, un acide sulfurique, un acide sulfurique anhydre ou analogue pour produire un matériau composite poreux
contenant une résine échangeuse de cations. Alternative-
ment, le matériau composite poreux n'ayant pas de capacité d'échange d'ions est traité, par exemple, avec du chlorométhyl éther pour effectuer la chlorométhylation de la résine puis on le fait réagir avec une amine secondaire ou tertiaire afin d'obtenir un matériau
composite poreux contenant une résine échangeuse d'anions.
Un matériau composite contenant une résine chélatée peut être obtenu en effectuant la polymérisation ou la copolymérisation d'un monomère- ou de monomères ayant un groupe formant un chélate dans les pores d'un matériau inorganique poreux. A titre d'exemple, un mélange liquide homogène d'un monomère ayant un groupe formant un chélate, un agent réticulant et un diluant est introduit dans les pores d'un matériau inorganique poreux particulaire, et est chauffé ou exposé à des rayons actiniques afin qu'unepolymérisation telle qu'une polymérisation par addition, une polycondensation,. une polyaddition condensation par addition ou une polymérisation par élimination du monomère ou des monomères soit effectuée, pour obtenir un matériau composite contenant une résine chélatée. Par exemple, lorsqu'un mélange liquide homogène contenant du formaldéhyde et un composé aromatique ayant un groupe phénolique OH ou un groupe amino est utilisé, la condensation par addition se produit pour obtenir un matériau composite contenant une résine chélatée. Un tel matériau composite poreux préparé en utilisant un monomère ayant un ligand chélaté peut, tel quel, être utile comme matériau composite poreux contenant une
résine chélatée. Des exemples du ligand chélaté compren-
nent un alcool, un phénol, un acide carboxylique, un aldéhyde, un amide, un ester, un oxyde, une amine, un thioéther, un thiophénol, une arylphosphine, une arylarsine et analogues-. Par ailleurs, une résine telle que du polystyrène, du chlorure de polyvinyle, des polymères tridimensionnels comme la résine phénolique, une résine mélamine et analogues, des polysaccharides comme de la cellulose ou analogue n'ont pas de ligand chélaté Par conséquent, un matériau composite poreux contenant une telle résine n'ayant pas de ligand chélaté peut être soumis, par exemple, à une chlorométhylation puis on le fait réagir avec un agent introduisant un groupe fonctionnel tel que l'acide iminodiacétique, l'ester éthylique de l'acide iminodiacétique, la diéthylènetriamine, l'acide chloroacétique ou analogue pour produire un matériau composite poreux contenant
une résine chélatée.
Pour l'introduction d'un groupe fonctionnel tel qu'un groupe d'échange d'ions ou un ligand chélaté dans la résine pour former une résine échangeuse d'ions ou une résine chélatée, le groupe fonctionnel'peut facilement être introduit dans la résine parce que le présent
matériau composite poreux a des microvides dans la résine.
Comme on l'a décrit, selon la présente invention, on prévoit un matériau composite poreux ayant une forte résistance mécanique et une forte stabilité dimensionnelle tout en présentant une haute capacité d'adsorption et de séparation comparable à celle des résines fonctionnelles poreuses conventionnelles, du fait de la structure unique composite formée d'un matériau inorganique poreux et, dans les pores du matériau inorganique poreux, d'une
résine organique ayant des microvides.
Selon un autre aspect de la présente invention, on prévoit un procédé pour la séparation d'un élément métallique d'une solution le contenant qui comprend les étapes de: (1) dans tout ordre, (a) garnir une colonne d'un adsorbant solide; et (b) traiter l'adsorbant avec une solution aqueuse contenant un activateur, pour obtenir une colonne d'un adsorbant activé; et (2) faire passer à travers la colonne de l'adsorbant activé une solution aqueuse contenant un élément métallique pour adsorber l'élément métallique sur ''adsorbant activé, pour ainsi séparer l'élément métallique de la solution le contenant, caractérisé en ce que comme adsorbant solide, on utilise un matériau composite poreux comprenant un matériau inorganique poreux particulaire et, dans les pores dudit matériau
inorganique poreux, une résine organique ayant un micro-
vide, ladite résine organique étant une résine échangeuse
d'ions ou une résine chélatée.
Lorsque le matériau composite poreux de la
présente invention est utilisé comme matériau de garnis-
sage pour un procédé d'adsorption, une chromatographie liquide ou analogue, le débit d'un développeur peut être de préférence de 0,1 cc/cm. mn ou plus. Afin d'éviter une perte de pression à un débit élevé d'un développeur, le débit peut de préférence être de 1 à
2 2
500 cc/cm2.mn, et mieux de 10 à 500 cc/cm2.mn.
Le matériau composite poreux selon la présente invention présente une résistance mécanique qui est supérieure à celle des résines fonctionnelles habituelles, tout en présentant de hautes capacités de séparation et
d'adsorption comparables aux résines fonctionnelles.
Par conséquent, le matériau composite poreux de la
présente invention présente une grande variété d'utilisa-
tions, par exemple en tant que matériau de garnissage pour chromatographie gazeuse et chromatographie liquide; un adsorbant pour des gaz acides comme le sulfure d'hydrogène, le bioxyde de soufre, des mercaptans, des acides gras et analogues, des gaz basiques comme l'ammoniac, des amines et analogues et autres substances malodorantes; un adsorbant pour des ions de métaux lourds, des agents tensio-actifs, des composés organiques, des substances colorées et des polymères dans l'eau; et un
échangeur d'ions; et un support d'enzymes insolubilisés.
Lorsque le matériau composite poreux est utilisé comme matériau de garnissage en chromatographie liquide, la séparation et la purification d'une grande variété de métaux comme des éléments de terres rares, du thorium, de l'hafnium, du rhénium, de l'uranium, de l'or et analogues et leurs isotopes peuvent être efficacement
accomplies.
EXEMPLE DE REFERENCE
Une solution obtenue en dissolvant 50 g de
chlorure de potassium, 32 g de chlorure de calcium di-
hydraté et 2 ml d'acide chlorhydrique concentré dans 100 mt d'eau distillée a été ajoutée à 120 g de Snowtex-30 (dénomination commerciale d'un sol de silice
produit et vendu par Nissan Kagaku Kogyo K.K., Japon).
La solution colloîdalerésultante a été granulée par un séchoir à pulvérisation pour obtenir 106 g de particules
sphériques ayant un diamètre moyen de particule de 0l0 m.
Ces particules ont été frittées à 750 C pendant 2 heures.
Les particules frittées ont été traitées avec fois leur volume d'une solution aqueuse à 1N d'acide chlorhydrique à 80 C pendant 1 heure puis totalement lavées avec de l'eau. De plus, on les a enlevées par filtration et séchées pour obtenir 33,5 g de particules d'un gel de silice poreux. Le diamètre moyen des pores des particules était de 120 nm et leur volume des pores était de 0,85 mi /g. Les particules avaient un rapport de volume des pores de 0,65 et une aire superficielle spécifique de 28,3 m2/g. On a trouvé, par l'analyse élémentaire, que le gel poreux de silice obtenu avait comme composition SiO2: 98,7,%, KC1: 0,6% et
CaC12: 0,7%.
*EXEMPLE 1
On a placé 10 g des particules de silice poreuse obtenues à l'exemple de référence dans un bécher de 300 m, et ensuite on a ajouté, aux particules, une solution obtenue en mélangeant 6,4 g de 4-vinylpyridine, 3,6 g de divinylbenzène (pureté 56%; un mélange à 7:3 d'isomères méta et para contenant 44%de vinyléthylbenzène en tant qu'impureté), 18 g de dioctyl phtalate et 0,1 g
d'azobisisobutyronitrile. On a agité la suspension résul-
tante pendant une heure, puis on l'a filtrée sur un filtre en verre. Les particules contenant le monomère obtenues
ont été placées dans un ballon de 100 mL- sous une atmos-
phère d'azote gazeux et chauffées, sous agitation, dans un bain d'huile à 90 C pendant 10 heures pour effectuer la polymérisation des monomères. Après refroidissement, le matériau composite particulaire produit a été enlevé et totalement lavé -avec de i'éthanol pour retirer tout liquide organique restant. Par suite de la mesure de la distribution de diamètre des pores par un porosimètre à mercure en utilisant l'échantillon suffisamment séché, on a trouvé que le diamètre moyen des pores du produit était de 44 nm. Le volume des pores, l'aire superficielle spécifique et le rapport de volume des microvides du produit étaient respectivement de 0,43 m /g, 39,1 m2/g et 0,64. Par ailleurs, la densité apparente du matériau composite produit était de 0,98 et sa capacité d'échange était de 1,40 meq/g. Le matériau composite a présenté
une valeur de y- de 0,06.
EXEMPLE 2
On a placé 10 g de particules sphériques de silice poreuse ayant un diamètre moyen des pores de 400 nm, un volume des pores de 1,05 m-/g, une aire superficielle spécifique de 10,5 m2/g et un diamètre moyen des particules de 80pm dans un ballon de 300 mt équipé d'un agitateur
magnétique et réduit en pression par une pompe à vide.
Ensuite, on a introduit, dans-le ballon, un mélange liquide homogène composé de 6,1 g de styrène et 2,2 g de divinylbenzène (du même type que celui utilisé à l'exemple 1) en tant que monomères et 0,1 g de peroxyde de benzoyle, en même temps que 12,5 g d'éthylbenzène en tant que diluant à l'essai (1) et sans le diluant à l'essai (2), et on a lentement agité sous pression réduite à 100 C pendant 30 minutes. Le mélange résultant a été filtré sur un filtre en verre, et lavé avec de l'eau pour récupérer les particules contenant le monomère. Les particules ont été chauffées tout en agitant lentement dans une atmosphère d'azote à 85 C pendant 20 heures pour
effectuer la polymérisation des monomères.
Le produit réactionnel a été totalement lavé avec
de l'acétone pour retirer tout liquide organique restant.
La porosité des produits a été mesurée par un porosimètre
en utilisant chacun des échantillons qui ont été suffi-
samment séchés (voir tableau 1). Par ailleurs, on a placé g du matériau composite totalement séché dans un ballon réactionnel de 100 mQ, et ensuite on a ajouté 30 mP de dichloroéthane dans le ballon et on a agité à 40 C pendant 2heures, avec ensuite addition goutte à goutte de 20 g d'acide chlorosulfonique. On a continué la réaction à 40 C pendant 2 heures et le mélange réactionnel a été jeté dans de l'eau glacée. Le produit solide a été enlevé par filtration puis soumis à une distillation à la vapeur pour retirer le dichloroéthane. Le produit réactionnel ainsi obtenu a été totalement séché, et soumis à une mesure de porosité par un porosimètre et à une mesure de la capacité d'échange (cation) (voir
tableau 1).
Tableau 1
Matériau composite Mesure après sulfonation Diamètre Volume Diamètre Volume Capacité moyen des moyen des d'échange des pores des pores pores pores (nm) (m /g) (nm) (me/g (meq/g) Essai 1 26 0,56 14 0,43 1,75 Essai 2 - - - - 0,17 Note: La ligne (-) montre que l'on n'a obtenu aucune
valeur significative.
Le matériau composite final à l'essai (1) avait une aire superficielle spécifique de 86,2 m2/g, un rapport de volume des microvides de 0,61 et une valeur
de de 0,05.
EXEMPLE 3
On a placé, dans un récipient de 1 litre équipé d'un agitateur, 280 g de particules sphériques de silice poreuse ayant un diamètre moyen des pores de 800 nm, un diamètre moyen de particule de 60>.m, un volume des pores de 0,85 m./g et une aire superficielle spécifique de 4,3 m2/g. Le récipient a été dégazé par une pompe à
vide puis ramené à la pression atmosphérique par intro-
duction d'azote. Ensuite, une solution obtenue en miélan-
geant 65 g de chlorométhylstyrène (pureté 92%, m/p = 6/4), - 7 g de mdivinylbenzène, 0,7 g d'azobisisobutyronitrile, g de xylène et 70 g de nbutanol a été introduite dans le récipient, et on a lentement agité dans une atmosphère d'azote à la température ambiante pendant
2 heures. On a chauffé le mélange à 90 C pendant 18 heures.2 5 7 1628
Le produit réactionnel a été totalement lavé avec du méthanol. Au produit on a ajouté 1,5 litres d'acétone et 50 g de diméthylamine, et la réaction a été effectuée à 50 C pendant 5 heures. Le produit réactionnel final a été totalement lavé avec de l'eau, de l'acide
chlorhydrique à IN et de l'acétone dans cet ordre.
La capacité d'échange du matériau composite ainsi produit était de 1,03 meq/g, et la valeur de était
de 0,01.
Par ailleurs, la distribution de diamètre des pores du matériau composite totalement séché a été mesurée par un porosimètre. Par suite, on a trouvé que le produit avait un diamètre moyen des pores de 55 nm, un volume des pores de 0,46 mQ/g, une aire superficielle spécifique de 33,5 m2/g et un rapport de volume des
microvides de 0,73.
Le matériau composite ainsi obtenu et Dowex MSA-1 commercialisé (dénomination commerciale d'une résine échangeuse d'ions -fabriquée et vendue par Dow Chemical Company, E.U.A.) ont été introduits séparément dans une colonne cylindrique de 10 cm de diamètre jusqu'à cm de hauteur. Alors, une pression de 5 bars a été appliquée à partir du sommet pour examiner un changement de hauteur. La hauteur de Dowex MSA-1 a diminué à 8,9 cm tandis que pour le matériau composite, l'on n'a
observé aucune diminution de hauteur.
EXEMPLE 4
On a fait réagir 30 g du composite contenant un polymère réticulé de chlorométhylstyrène obtenu selon les processus de l'exemple 3 avec 22,0 g d'iminodiacétate d'éthyle dans 100 ml de n-butanol à 100 C pendant heures. Le produit a été totalement lavé avec du méthanol pour retirer l'iminodiacétate d'éthyle résiduel, avec ensuite réaction avec de l'acide chlorhydrique à IN à 80 C pendant 5 heures. Le mélange a été filtré et les particules recueillies ont été lavées avec de l'eau et de l'acide chlorhydrique à iN en séquence. Le poids des particules était de 11,1 g. après séchage. La capacité d'échange d'anions du matériau composite était de 0,92 meq/g. Le produit avait un diamètre moyen des pores de 36 nm, un volume des pores de 0,32 mî/g, une aire superficielle spécifique de 35,6 m2/g et une valeur de-
de 0,01.
EXEMPLE 5
On a totalement lavé avec de l'acide nitrique concentré 15 g d'un verre poreux ayant un diamètre moyen des pores de 80 nm, un diamètre maximum de particule dans la gamme de 200. -m à 300 Dom, un volume des pores de 1,0 mQ/g et une aire superficielle spécifique de 50 m2/g,
et ensuite on l'a versé dans 20 g de dichlorométhylsilane.
Le mélange a été soumis à une réaction dans une atmosphère d'azote à la température ambiante pendant 15 heures. Le produit a été enlevé par filtration, totalement lavé
avec du méthanol anhydre puis séché sous pression réduite.
Par ailleurs, on a préparé une solution en mélangeant 20,0 g de styrène, 5,0 g de divinylbenzène
(comme celui utilisé à l'exemple 1), 0,22 g d'azobisiso-
butyronitrile et 30 g d'éthylbenzène. On a mélangé la solution avec le produit séché ci-dessus puis on l'a filtrée sur un filtre en verre. La substance obtenue a été dispersée dans 500 me d'eau et soumise à une agitation forcée à 1.000 t/mn pendant i minute avec ensuite réaction à 90 C pendant 15 heures. Le produit réactionnel a été entièrement lavé avec du méthanol anhydre et séché sous pression réduite. On a placé 10 g du produit dans un ballon de 100 m- à trois goulots,
avec ensuite addition de 30 mt de dichloroéthane.
Alors, on a ajouté goutte à goutte 20 g d'acide chloro-
sulfonique tout en agitant à 40 C. On a continué la réaction à 40 C pendant 2 heures et le mélange réactionnel a été versé dans de l'eau, enlevé par filtration et lavé
avec de l'eau pour obtenir un matériau composite poreux.
Le produit avait une capacité d'échange de cations de 1,47 meq/g, un diamètre moyen des pores de 18 nm, un volume des pores de 0,40 mt/g et une aire superficielle spécifique de 88,9 m2/g. Le rapport de volume de résine externe (-) du produit s'est révélé être de 0,05 par
suite de la mesure.
EXEMPLE 6
Un matériau composite contenant une résine
échangeuse de cations a été obtenu en effectuant sensible-
ment les mêmes opérations que celles décrites à l'exemple 5 à l'exception que l'on a utilisé, à la place O10 du verre poreux, 15 g de particules de silice (aire superficielle spécifique 16,0 m2/g) ayant un diamètre moyen des pores de 100 nm, un volume des pores de 1,0 mi/g et un diamètre moyen de particule de 250.m. Le matériau composite avait un volume d'échange de 1,62 meq/-g
et présentait une valeur de vus de O,01.
Lorsque le matériau composite a été examiné par un microscope électronique à balayage, il y avait peu de résine adhérant à la surface externe. Le matériau composite avait un diamètre moyen des pores de 18 nm, un volume des pores de 0,41 mQ/g et une aire superficielle
spécifique de 91,1 m2/g.
EXEMPLE 7
On a placé dans un-récipient de 300 mi équipé d'un agitateur électromagnétique, 100 g de particules sphériques de silice poreuse ayant un diamètre moyen de particule de 50 j-m, un diamètre moyen des pores de 650 nm et un volume des pores de 1,3 mú/g. Le récipient a été dégazé et dans le récipient on a introduit de l'azote gazeux pour créer une atmosphère d'azote. Un mélange composé de 33 g de formylstyrène, 3,0 g de divinylbenzène (95% de pureté), 0,5 g de peroxyde de benzoyle, 70 g de 1, 1,2-trichloroéthane et 45 g de tétraline a été ajouté au récipient, et on a lentement agité sous une atmosphère d'azote pendant 30 minutes pour
introduire le mélange dans les particules.
La température a été élevée à 85 C et la polymérisation a été effectuée tout en agitant doucement à 85 C pendant 12 heures. On a ajouté 500 m de méthanol au mélange réactionnel et on a encore agité pendant minutes avec ensuite filtration du mélange. Le poids
du matériau composite obtenu après séchage était de 131 g.
Par suite de la mesure de la distribution du diamètre des pores par un porosimètre, le matériau composite s'est révélé avoir un diamètre moyen des pores de 42 nm, un volume des pores de 0,68 m./g, une aire superficielle spécifique de 64,8 m2/g et un rapport de volume des microvides de 0,75. Un spectre infrarouge (en utilisant un comprimé de KBr) a montré une forte absorption de -1
-CHO à 1.720 cm1.
EXEMPLE 8
On a ajouté 20 g du matériau composite obtenu à
l'exemple 7 à une solution composée de 100 g de diméthyl-
formamide et de 4 g de o-phénylènediamine dans un ballon de 500 mt. Le mélange a été chauffé à 80 C tout en introduisant du bioxyde de soufre gazeux et on a agité pendant 5 heures à cet état. La quantité totale de
bioxyde de soufre gazeux introduit était de 2,5 g.
Après addition de 300 mû de méthanol, le mélange a été
filtré et lavé avec de l'eau pour retirer le solvant.
Les particules récupérées ont été trempées dans de l'acide chlorhydrique à 1N, de nouveau filtrées et lavées avec du méthanol. Le poids des particules du matériau composite après séchage était de 22,3 g. Le produit avait une capacité d'échange d'anions de 1,47 meq/g, un diamètre moyen des pores de 41 nm, un volume des pores de 0,59 mê/g et une aire superficielle spécifique de
56,7 m2/g.
EXEMPLE 9
On a placé, dans un ballon de 1 litre, 100 g d'un gel de silice poreuse ayant un diamètre moyen des pores de 150 nm, un rapport de volume des pores de 0,70, une aire superficielle spécifique de 28,3 m2/g et un
diamètre des particules dans la gamme de 100 à 500/-m.
Une solution aqueuse a été préparée séparément en
dissolvant 180 g de catéchol et 130 g de formaline (solu-
tion aqueuse à 37,% de formaldéhyde)dans 150 g d'acide sulfurique à 20%. La solution aqueuse d'acide sulfurique a été versée dans le ballon pour ainsi tremper le gel poreux de silice dans la solution, avec ensuite dégazage pendant 30 secondes sous une pression réduite de 13,3 mbars ou moins. Le gel de silice humide obtenu par filtration du mélange a été placé dans un ballon à trois goulots de 3 litres prévu séparément, et on y a versé 1,5 t de 1,2,3-trichloropropane. Un condenseur à reflux, un thermomètre et un agitateur ont été attachés au ballon de 3 litres, et le mélange a été soumis à une agitation forcée à 3.000 t/mn pendant 1 minute. Alors, le mélange a été chauffé à 90 C tout en agitant à 100 t/mn et on
a continué le chauffage sous agitation pendant 15 heures.
Après refroidissement, le produit a été recueilli par filtration et lavé avec une quantité suffisante d'eau jusqu'à ce que l'eau employée pour le lavage devienne neutre. Le produit a été séché à 80 C pendant 12 heures pour obtenir 276 g d'un matériau composite poreux. Un spectre différentiel d'un spectre d'absorption infrarouge (en utilisant un comprimé de KBr) de ce matériau composite et de celui du gel de silice poreuse utilisé pour sa synthèse respectivement ont montré: 1.140-1.290 cm-1 (fort et large; extension C-O) et 1.360 cm-1 (variation d'angle OH), garantissant ainsi que le catéchol était contenu dans le matériau composite. Le produit avait un diamètre moyen des pores de 53 nm, un volume des pores de 0,48 mg/g
et une aire superficielle spécifique de 36,2 m2/g.
EXEMPLE 10
On a chauffé 6 g d'agarose commercialisé et 94 g d'eau à 60 C et on a agité à température pour préparer une solution homogène. On a ajouté, à la solution, 20 g de 1,3-dibromopropane puis 60 g de gel de silice ayant un diamètre moyen des pores de 150 nm, un rapport de volume des pores de 0,70et un diamètre de particule de
à 500 Dom, on a mélangé et on a soumis à une filtra-
tion tout en chauffant. Le gel de silice résultant a été placé dans un ballon dans lequel on avait placé 500 mû de 1,2-dichloroéthane, on a chauffé, soumis à une agitation forcée à 4.000 t/mn pendant 30 secondes puis chauffé pendant 4 heures. Après accomplissement de la réaction, les particules ont été totalement lavées avec de l'acétone et neutralisées avec O,OlN de soude caustique. Les particules ont alors été ajoutées à une solution obtenue en dissolvant 60 g de sel de l'acide chlorhydrique de chlorure de diéthylaminoéthyle dans 300 mQ d'eau dans un ballon, et on a chauffé sous agitation à 700 C pendant heures. Le produit a été totalement lavé avec de l'eau et filtré pour obtenir 68,3 g d'une matière composite poreuse. Le produit avait un diamètre moyen des pores de 10 nm, un volume des pores de 0,82 mû-/g et une aire
superficielle spécifique de 328 m2/g.
EXEMPLE 11
Une colonne, équipée d'une chemise faite en verre Pyrex, de 20 mm de diamètre interne et de 1.000 mm de haut a été garnie d'un matériau composite poreux contenant une résine échangeuse d'anions jusqu'à 900 mm
de hauteur.
Le matériau composite utilisé dans le présent exemple a été synthétisé comme suit: On a placé dans un ballon de 5 t équipé d'un agitateur magnétique, 1 kg de particules de gel de silice poreuse ayant un diamètre moyen des pores de 600 nm, un volume des pores de 1,05 mt/g, une aire superficielle spécifique de 7,0 m2/g et un diamètre moyen de particule de 500 em, et la pression a été réduite par une pompe à vide. Ensuite, une solution homogène composée de 515 g de chlorométhylstyrène, 85 g de divinylbenzène, 1,25 kg de benzoate de méthyle et 1,0 kg de n-heptane a été introduite dans le ballon, et on a agité sous pression réduite à 100 C pendant 30 minutes. Le produit a été enlevé par filtration sur un filtre de verre, dispersé dans une solution de 500 g de phosphate de calcium dans 10t d'eau et soumis à une agitation forcée à 2.000 t/mn pendant 2 minutes. Alors, la polymérisation a été effectuée sous une atmosphère d'azote à 85 C pendant 20 heures. Le produit réactionnel a été enlevé par filtration, et totalement lavé avec de l'eau puis avec du méthanol pour retirer tous liquides organiques restants. On a placé 500 g du matériau composite suffisamment séché dans un ballon réactionnel de 10 t,. avec ensuite addition'de 3
de dichloroéthane, et on a agité à 40 C pendant 2 heures.
Une solution à 20% en poids dans l'éthanol de triméthyl-
amine a alors été ajoutée goutte à goutte, et on a chauffé, pour l'amination, à 40 C pendant 5 heures pour
obtenir un matériau composite poreux.
Par suite de la mesure de porosité des particules ainsi obtenues, qui étaient suffisamment séchées, par un porosimètre, on a trouvé que le produit avait un diamètre moyen des pores de 43 nm, un volume des pores de 0,64 mf/g, une aire superficielle spécifique de 59,5 m2/g et une
capacité d'échange de 1,02 meq/g.
Une quantité suffisante d'acide chlorhydrique à iN a été introduite dans la colonne garnie de ces particules composites pour convertir le matériau de garnissage en un type d'ion chlorure. On a introduit, dans la colonne, par une pompe, 100 Q d'une solution contenant 100 ppm d'acide chromique ajustée à une valeur de pH de 5 avec de l'acide chlorhydrique. La solution sortante de la partie inférieure de la colonne a été fractionnée pour obtenir des fractions de 500 mL, et la concentration de l'ion d'acide chromique a été mesurée par rapport à chacune des fractions par un analyseur de fluorescence à rayons X. Par suite, on a trouvé que la concentration de l'ion d'acide chromique dans chacune des fractions était inférieure à 0,5 ppm, montrant un rapport d'enlèvement de 99,5%o ou plus. Ensuite, on a fait passer à travers la colonne une quantité suffisante d'une solution aqueuse contenant 10% en poids de NaCI et 1a en
poids de NaHCO3, pour régénérer le matériau de garnissage.
Lorsque les pertes de pression accompagnant l'alimentation de la solution ont été mesurées en répétant 10 fois les opérations d'adsorption et de régénération, leur changement avec le temps était assez faible. De plus, un changement de hauteur avec le temps du matériau de garnissage était également extrêmement faible, garantissant le fonctionnement stable de la
colonne (voir tableau 2).
Après avoir répété 10 fois les opérations d'ad-
sorption et de régénération, une portion du matériau de garnissage principalement à la partie inférieure de la colonne a été extraite, et l'état de destruction de cette portion a été observé par un microscope. L'on n'a reconnu
qu'une destruction de 0,3% de cette portion.
Tableau 2
Nombre de Perte de pression au Hauteur du matériau développedéveloppement de de garnissage ments répétés l'éluant (bars) (mm)
1 3,4 900
2 3,4 900
3 3,4 900
4 3,4 899
3,4 899
6 3,5 898
7 3,5 897
8 3,5 897
9 3,5 897
3,5 897
EXEMPLE DE COMPARAISON 1
Pour la comparaison, on a effectué sensiblement la même expérience qu'à l'exemple 11 en utilisant une résine échangeuse d'anions synthétisée comme suit. En effet, un ballon de 20 litres à quatre goulots équipé d'un agitateur et d'un thermomètre a été chargé-de 20 kg d'eau, 120 g de polyacrylate de sodium en tant qu'agent de suspension, 240 g de chlorure de sodium, 1.000 g de chlorométhylstyrène, 165 g de dionylbenzène, 2,43 kg de benzoate de méthyle et 1,94 kg de n-heptane. On a suffisamment agité le mélange pour disperser les gouttes d'huile. La suspension résultante a été soumise à une
polymérisation à 85 C pendant 20 heures puis refroidie.
La résine ainsi obtenue a été transférée dans une tour de lavage équipée d'un filtre, et totalement lavée avec de l'eau et 30 t de méthanol en séquence. Après lavage, la résine a été aminée avec une solution à 20% en poids de triméthylamine dans l'éthanol à 40 C pendant heures dans le dichloroéthane sensiblement de la même manière que dans le cas des particules de matériau composite de l'exemple 11. La résine ainsi obtenue a été totalement séchée et soumise à une mesure de porosité par un porosimètre. Le produit avait un diamètre moyen des pores de 58 nm, un volume des pores de 0,72 m. /g
et une capacité d'échange de 3,74 meq/g.
On a effectué sensiblement le même essai d'adsorption que décrit à l'exemple 11 à l'exception que cette résine a été utilisée à la place des particules de matériau composite pour ainsi trouver que la concentration de l'ion chromique dans la solution de l'éluant était de 0,5 ppm ou moins et que le rapport d'enlèvement
était de 99,5% ou plus.
Les pertes de pression accompagnant l'alimentation de la solution ont été mesurées en répétant 10 fois les opérations d'adsorption et de régénération sensiblement de la même manière qu'à l'exemple 11. Comme le montre le tableau 3, le changement de perte de pression avec le temps était assez important, accompagné de changements sensibles de la hauteur du matériau de garnissage. Par conséquent, il a été difficile de continuer des
opérations sûres.
Après avoir répété 10 fois les opérations d'adsorption et de régénération, une portion du matériau de garnissage principalement à la partie inférieure de la colonne a été extraite, et l'état de destruction de la portion a été observé par un microscope. Par suite,
on a trouvé que 4% de la portion était détruit.
Tableau 3
Nombre de Perte de pression au Hauteur du matériau développedéveloppement de de garnissage ments répétés l'éluant (bars) (mm)
1 3,6 894
2 4,7 873
3 5,9 857
4 6,2 850
8,5 847
6 6,9 840
7 7,4 837
8 7,7 832
9 8,3 829
8,5 825
EXEMPLE 12
On a placé dans un ballon de 100 m.,l10 g des particules de silice poreuse obtenues à l'exemple de référence (diamètre moyen des pores 120 nm, volume des pores 0,85 mt/g, aire superficielle spécifique 28,3 m2/g), et la pression dans le ballon a été réduite par une pompe à vide. On a introduit, dans le ballon, 2,5 g de styrène, 0,2 g de divinylbenzène et 0, 03 g de peroxyde
de benzoyle pour provoquer leur adsorption aux particules.
Le mélange a été chauffé à 85 C tout en l'agitant lente-
ment, et polymérisé par chauffage à cette température pendant 10 heures. Le produit a été totalement lavé avec du toluène et de l'acétone dans cet ordre et séché à 500C sous vide. Le poids du matériau composite ainsi obtenu (A) était de 13,8 g et son aire superficielle
spécifique était de 10,4 m2/g.
Par ailleurs, un matériau composite (B) a été obtenu en suivant sensiblement les mêmes processus que ceux décrits ci-dessus à l'exception que les pores des particules ont été remplis d'un mélange de 2,5 g de styrène, 0,2 g de divinylbenzène, 0,03 g de peroxyde de benzoyle et 5,5 mt de méthyl isobutyl cétone. On a obtenu 14,2 g d'un matériau composite
ayant une aire superficielle de 59,2 m2/g.
Le matériau composite (A) a été montré à titre de comparaison tandis que le matériau composite (B)
est selon l'invention.

Claims (17)

R E V E N D I C A T I 0 NS
1.- Matériau composite poreux caractérisé en ce qu'il comprend un matériau inorganique poreux particulaire et, contenue dans les pores dudit matériau inorganique poreux, une résine organique ayant un microvide, ledit matériau composite ayant une aire superficielle plus importante que celle dudit matériau
inorganique poreux.
2.- Matériau selon la revendication 1, caractérisé en ce que le matériau inorganique poreux particulaire précité a un diamètre moyen de particule
de 10 "-m à 1 mm.
3.- Matériau selon l'une quelconque des
revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le
matériau inorganique poreux particulaire précité a un
rapport de volume des pores de 0,3 à 0,9.
4.- Matériau selon l'une quelconque des
revendications précédentes, caractérisé en ce que le
matériau inorganique poreux particulaire précité a un
diamètre moyen des pores de 20 nm à 2.000 nm.
5.- Matériau selon l'une quelconque des
revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la résine
organique précitée a un rapport de volume des microvides
de 0,40 à 0,95.
6.- Matériau selon l'une quelconque des
revendications précédentes, caractérisé en ce que la
résine organique précitée a un diamètre moyen des microvides ne dépassant pas 90% du diamètre moyen des
pores du matériau inorganique poreux particulaire précité.
7.- Matériau selon l'une quelconque des
revendications précédentes, caractérisé en ce que la
résine organique précitée a un diamètre moyen des
microvides de 10 nm à 800 nm.
8.- Matériau selon l'une quelconque des
revendications précédentes, caractérisé en ce que le
matériau inorganique poreux particulaire précité est
une particule de silice poreuse.
9.- Matériau selon l'une quelconque des
revendications précédentes, caractérisé en ce que la
résine organique précitée est une résine échangeuse
d'ions ou une résine chélatée.
10.- Procédé de production d'un matériau composite poreux, caractérisé en ce qu'il consiste à mettre un matériau inorganique poreux particulaire en contact avec un mélange liquide homogène choisi dans le groupe consistant en un mélange d'un monomère ou oligomère polymérisable, d'un agent réticulant et d'un diluant et un mélange d'un polymère, d'un agent réticulant et d'un diluant pour introduire ledit mélange liquide homogène dans les pores dudit matériau inorganique poreux particulaire, à chauffer ou à exposer à des rayons actiniques le mélange pour donner un produit intermédiaire comprenant ledit matériau inorganique poreux et, dans les pores dudit matériau inorganique poreux, un polymère réticulé contenant le diluant et
à enlever le diluant dudit produit intermédiaire.
11.- Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce que le mélange liquide homogène précité est un mélange d'un monomère polymérisable, d'un agent
réticulant et d'un diluant.
12.- Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'il consiste de plus à faire réagir le polymère réticulé précité avec un agent introduisant
un groupe fonctionnel pour introduire un groupe fonc-
tionnel dans ledit polymère réticulé.
13.- Procédé selon l'une quelconque des
revendications 10 à 12, caractérisé en ce que le mélange
liquide homogène précité contient de plus un initiateur
de radicaux.
14.- Procédé selon l'une quelconque des
revendications 10 à 13, caractérisé en ce que le matériau
inorganique particulaire précité est formé de particules
de silice poreuse.
15.- Procédé selon la revendication 14, caractérisé en ce que les particules de silice poreuse précitées sont celles produites à partir d'une solution comprenant un sol de silice.
16.- Procédé selon la revendication 15, caractérisé en ce que les particules précitées de silice poreuse sont celles produites en pulvérisant une solution comprenant un sol de silice dans l'air pour former des particules liquides et en séchant lesdites
particules liquides.
17.- Procédé pour la séparation d'un élément métallique et d'une solution le contenant, du type comprenant les étapes de: (1) dans tout ordre, (a) garnir une colonne d'un adsorbant solide; et (b) traiter l'adsorbant avec une solution aqueuse contenant l'activateur, pour obtenir une colonne de l'adsorbant activé; et (2) faire passer à travers la colonne de l'adsorbant activé, une solution aqueuse contenant un élément métallique pour adsorber l'élément métallique sur l'adsorbant activé, pour ainsi séparer l'élément métallique de la solution le contenant, caractérisé en ce que comme adsorbant solide, on utilise un matériau composite poreux comprenant un matériau inorganique poreux particulaire et, contenue dans les pores dudit matériau inorganique poreux, une résine organique ayant un microvide, ladite résine étant
une résine échangeuse d'ions ou une résine chélatée.
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