JPH0323487B2 - - Google Patents

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JPH0323487B2
JPH0323487B2 JP1527182A JP1527182A JPH0323487B2 JP H0323487 B2 JPH0323487 B2 JP H0323487B2 JP 1527182 A JP1527182 A JP 1527182A JP 1527182 A JP1527182 A JP 1527182A JP H0323487 B2 JPH0323487 B2 JP H0323487B2
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JP
Japan
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silica
acid
silica gel
water
treatment
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JP1527182A
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English (en)
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JPS58135119A (ja
Inventor
Tamotsu Hayakawa
Goro Yamada
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Fuji-Davison Chemical Ltd
Original Assignee
Fuji-Davison Chemical Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】
本発明はシリカゲルの製造方法に関するもので
ある。更に詳しくは、吸着剤、触媒担体及び、こ
のシリカゲルをミクロンサイズに調整したつや消
し剤、粘着防止剤等の用途を有する細孔容積の大
きなシリカゲルの製造方法に係わるものである。 高分子化合物の吸着分離では細孔容積の大なる
吸着剤が要求され、また、触媒担体としてのシリ
カゲルは、細孔容積が大きい方が触媒の担持量が
多く、その触媒活性が大きくなる。また、つや消
し剤、粘着防止剤として使用されるミクロンサイ
ズドシリカは、塗料、インキ、プラスチツク等に
混入して使用されるが、それぞれの透明性を損う
ことなく、それぞれの目的を果さなければならな
い。これ等を満足するシリカゲルは細孔容積を大
きくした方が有効と言われている。このような細
孔容積の大きなシリカゲルを得るには、ケイ酸ソ
ーダと無機酸との反応によつて生成させたシリカ
ゾルをゲル化し、得られたシリカヒドロゲルを高
温、高PHの水中で水熱処理する方法が知られてい
る。しかし、この方法では、シリカヒドロゲルの
乾燥工程での収縮等の理由でシリカゲルの細孔容
積の大きさには限界がある。又、特開昭44−
23011号には、シリカヒドロゲルを有機酸で処理
する方法が記載されているが、この方法は500〜
600℃に〓焼して過剰の有機酸を除去する工程が
必要である。更に、例えば、特開昭47−1368号に
は非晶性シリカを希薄フツ化水素酸溶液で処理す
る方法が記載されているが、これは、100μ以下
の粒径を有する粉末シリカの製法であり、この方
法においても、500〜600℃において〓焼する工程
を施す必要がある。 本発明者等は上記の公知の方法よりもより簡便
な手法により、細孔容積の大きなシリカゲルを得
る方法を見出すべく種々検討の結果、生成するシ
リカヒドロゾル中のSiO2が10〜22重量%となる
よう、濃度を調整したケイ酸ソーダと硫酸とを反
応させ、該シリカヒドロゾルをゲル化して得られ
るシリカヒドロゲルをPH5〜10の水で水洗及び水
熱処理し、次いでPH1〜3に調整した硫酸、塩
酸、硝酸、酢酸等の無機酸又は有機酸水溶液で処
理したのち約130℃程度の低温で乾燥することに
より、細孔容積が従来公知の方法よりも30〜65%
増大し、且つ、粒子径も数ミクロンから数ミリメ
ートルの広範囲の粒子径を有するシリカゲルが得
られることを見出した。しかもこの方法によつて
得られたシリカゲルは粒子の機械的強度例えば木
屋式硬度計による測定値が約4.0Kgと高く、固定
床触媒層、動的吸着装置の充填用として充分耐衝
撃性を有している。 以下に本発明を更に詳細に説明すると、本発明
ではケイ酸ソーダと硫酸とを反応させシリカヒド
ロゾルを生成させるに当つてシリカヒドロゾル中
のSiO2濃度が10〜22重量%の範囲となるように
ケイ酸ソーダ及び硫酸の濃度及び量を調整するこ
とが必要である。この範囲外、例えばこの範囲よ
りSiO2濃度が低い場合は、シリカヒドロゾルが
ゲル化する時間が長く、工業的に合わない。 又、逆にこの範囲より高いと、ゲル化時間が短
かすぎ均一なシリカヒドロゲルが生成しない。 上記ヒドロゾルを生成させる反応は、回分法、
連続法のいずれによつても行うことができ、連続
法を適用する場合は、ケイ酸ソーダ及び硫酸は所
定濃度に調整する他所定の流量となるよう調整す
る必要があることは勿論である。次に生成させた
シリカヒドロゾルをゲル化させ、シリカヒドロゲ
ルとする。このシリカヒドロゲルを別して、充
分水洗し、脱塩水中に懸濁し、アンモニア水等を
加えてPHを5〜10に調整し、50〜95℃の加温下に
10〜50時間水熱処理させる。ここに水鉄処理とは
シリカヒドロゲルを一定温度に一定時間加熱保温
することを意味する。この場合、PHの調整は5〜
10の範囲とすることが必要である。PH値がこの範
囲外、即ち、この範囲より低い場合は次の工程の
酸処理効果がない。又、逆にこの範囲より高い場
合は、シリカの溶解度が高くなり好ましくない。
本発明は水熱処理の終つた上記シリカヒドロゲル
を別し、酸処理工程を施すことにより、細孔容
積の大きなシリカゲルを得ることを特徴とする。
即ち、該シリカヒドロゲルを無機酸又は有機酸例
えば硫酸、塩酸、硝酸、リン酸、酢酸等でPH1〜
3で調整した脱塩水中に懸濁し、室温で0.5〜24
時間放置するか、或いは、カラムに充填して、上
記PHを調整した脱塩水を連続的に流してPH値をこ
の範囲に保持されるよう調整し乍ら酸処理を行
う。この場合、PH値が上記範囲外である場合は、
上記範囲より低い場合も、高い場合も細孔容積の
増加率が低下するので好ましくない。このように
して、酸処理を行つたシリカヒドロゲルを別
し、水洗して熱風乾燥器により約130℃で10〜24
時間乾燥して所望の細孔容積の大きなシリカゲル
を得ることができる。 本発明は以上のべたように、SiO2濃度が特定
の重量%となるよう調整して生成されたシリカゾ
ルをゲル化し、特定範囲のPH値に保存した水中で
水熱処理させ、得られたシリカゲルをPH1〜3に
保存した酸水溶液で処理し、約130℃という極め
て低い温度で乾燥することにより、従来公知の方
法によつて得られるシリカゲルよりもはるかに細
孔容積を大きくしたシリカゲルを得ることができ
る。しかも該シリカゲルは、粒子径は同等であ
り、又粒子機械的強度は高く、高分子化合物の吸
着分離、固定床或いは流動床触媒の担体また、こ
れをミクロンサイズに調整し、塗料、インキのつ
や消し剤、プラスチツク、特殊紙等の粘着防止剤
等の用途に適している。尚、本発明は球状型、破
砕型のいずれのシリカゲルにも適用できるもので
ある。 実施例 1 生成するシリカヒドロゾル中のSiO2濃度が14
重量%となるよう、ケイ酸ソーダと硫酸の濃度及
び流量を調製しつつ、反応させ、得られたシリカ
ヒドロゾルをゲル化して球状のシリカヒドロゲル
とした。このシリカヒドロゲルを別し、水道水
で洗液の電導度が0.1mv/cmとなる迄水洗した。 水洗した球状のシリカヒドロゲルをアンモニア
水を添加してPH8に調整した脱塩水に懸濁し、温
度85℃で42時間水熱処理させた。得られたシリカ
ヒドロゲルを別し、250gの供試々料11個を作
成した。次に第1表に示すように、酸処理液とし
て硫酸水溶液300ml11個を用意し、それぞれに、
上記各シリカヒドロゲルを入れ室温(約20℃)で
2時間浸漬し、別し、熱風乾燥器により約130
℃で16時間乾燥して、シリカゲルを得た。尚、酸
処理中、液のPHを調整していない為、液のPHは第
1表の通り処理後変化している。その結果を第1
表に示す。
【表】 第1表の結果から明らかなとおり、得られたシ
リカゲルの表面積は、処理酸水溶液PH値には影響
されず、略々一定である。しかし、処理液のPHが
2.2以下の場合細孔容積は急激に上昇しているこ
とがわかる。また、上記第1表に示す本発明の球
状シリカゲルの粒子径は2.38〜4.00mm、平均粒子
強度は木屋式硬度計で4.0〜6.0Kgを示した。 実施例 2 実施例1と同一条件によつて得られたシリカヒ
ドロゲルにアンモニア水を添加してPH8.3に調整
した50℃の脱塩水を加え12時間水洗して水熱処理
も同時に行つた。水熱処理の終つたシリカヒドロ
ゲルを別し、250grの供試々料7個を作成した。
次に、酸処理液として、硫酸水溶液300ml7個を
用意し、それぞれに上記各シリカゲルを入れ室温
(20℃)で2時間浸漬して酸処理を行つたのち、
別して熱風乾燥器により約130℃で16時間乾燥
して、シリカゲルを得た。尚、実施例1と同様酸
処理中液のPHは調整しなかつた。
【表】 第2表の結果から明らかなとおり、処理液のPH
が2.09以下の場合、細孔容積の増加率が急激に上
昇していることが分る。 実施例 3 生成するシリカヒドロゾル中のSiO2濃度が21.5
重量%となるようケイ酸ソーダ及び硫酸の濃度を
調整して、反応させ、得られたシリカヒドロゾル
をゲル化して破砕状のシリカヒドロゲルとした。
このシリカヒドロゲルにアンモニア水を添加し
て、PH8.2に調整した85℃の脱塩水を加え、20時
間水洗、水熱処理も同時に行つた。水熱処理の終
つたシリカヒドロゲルを別し、250grの供試々
料11個を作成した。次に第3表に示すように、酸
処理液として、硫酸水溶液300ml10個を用意し、
それぞれに、上記各シリカゲルを入れ、室温
(120℃)で、2時間浸漬して、酸処理を行つたの
ち、別して、熱風乾燥器により約130℃で16時
間乾燥して、シリカゲルを得た。実施例1と同
様、酸処理中液のPHは調整しなかつた。この結果
を第3表に示す。
【表】 実施例 4 生成するシリカヒドロゾル中のSiO2濃度が19
重量%となるようケイ酸ソーダ及び硫酸の濃度を
調整して反応させ、得られたシリカヒドロゾルを
ゲル化して破砕状のシリカヒドロゲルとした。 このシリカヒドロゲルにアンモニア水を添加し
てPH8.2に調整した85℃の脱塩水を加え、38時間
水洗、水熱処理を同時に行つた。水熱処理の終つ
たシリカヒドロゲルを別し、250grの供試々料
10個を作成した。次に、第4表に示すように、酸
処理液として硫酸水溶液300ml7個を用意し、そ
れぞれに、上記各シリカゲルを入れ、室温(20
℃)で2時間浸漬して、酸処理を行つたのち、
別して熱風乾燥器により約130℃で16時間乾燥し
てシリカゲルを得た。この結果を第4表に示す。
尚、実施例1と同様、酸処理中液のPHは調整しな
かつた。
【表】 実施例 5 実施例4と同様の方法で水洗、水熱処理して得
られたシリカヒドロゲルを、硫酸、塩酸、硝酸及
び酢酸の水溶液で酸処理し、次に別して、熱風
乾燥器により約130℃で16時間乾燥してシリカゲ
ルを得た。その結果を第5表に示す。尚、この場
合も酸処理中液のPHは調整しなかつた。
【表】
【表】 実施例 6 実施例1〜5では酸処理中液のPHは調整してい
ない為、処理前と後では液のPHは大きく変化して
いる。そこで有効なPH領域を求める為、処理中の
PHを調整する必要がある。そこで調整のかわりに
カラム式で連続的に流し処理したのが実施例6で
ある。 実施例4と同様の方法で水洗、水熱処理して得
られたシリカヒドロゲルを、直径50mm、高さ250
mmのガラスカラムに充填し、次の第6表に示す範
囲にPHを調整した硫酸水溶液を10ml/minの速度
で約3時間流し、入口の硫酸水溶液のPHと出口の
硫酸水溶液のPHが一致したところで、酸処理を終
りカラムからとり出して水切りし、実施例4と同
じ方法で乾燥し、シリカゲルを得た。 その結果を第6表に示す。
【表】
【表】 註 シリカゲルの物性の測定法は実施例1に
同じ。
以上の結果から明らかなとおり、酸処理中にお
ける酸処理水溶液のPH値を1〜3に保持したもの
は、この範囲より大きいものにくらべて、細孔容
積の増加率が大きいことが分る。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 生成するシリカヒドロゾル中のSiO2濃度が
    10〜22重量%となるようケイ酸ソーダと硫酸とを
    濃度を調整して反応させ、該シリカヒドロゾルを
    ゲル化して得られたシリカヒドロゲルをPH5〜10
    の水で水洗及び水熱処理し、次いでPH1〜3の無
    機酸又は有機酸溶液で処理したのち乾燥すること
    を特徴とする細孔容積の大きなシリカゲルの製造
    方法。 2 無機酸又は有機酸溶液が硫酸、塩酸、硝酸、
    酢酸のいずれかである特許請求の範囲第1項記載
    のシリカゲルの製造方法。
JP1527182A 1982-02-01 1982-02-01 シリカゲルの製造方法 Granted JPS58135119A (ja)

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JPS58135119A JPS58135119A (ja) 1983-08-11
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