JPH04193708A - 多孔質シリカゲル及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、多孔質シリカゲル及びその製造方法に関し、
詳しくは、液体クロマトグラフィー等の充填剤、分子貯
蔵剤、触媒担体として有効な多孔質シリカゲル及びその
製造方法に関する。

〔従来の技術〕

従来より、大きな比表面積等を有する多孔質シリカゲル
及びその製造方法として、以下の方法が知られている。

すなわち、ケイ酸ナトリウム溶液をガス状炭酸ガスでゲ
ル化させ熟成したのち、更に硫酸で処理した後噴霧乾燥
することにより、３００〜１，　　０００ｒｒｌ’／ｇ
の比表面積で０．５〜１．２５ｃｎｒ／ｇの細孔容積の
シリカゲルを得る方法（特公昭４３−７゜０１２号公報
）や、アルカリ金属ケイ酸塩水溶液と鉱酸とを反応させ
てｐＨ９，６〜ｌＯ１９のシ１４カヒドロゾルを作製し
たのちゲル化させ、更に鉱酸と反応させ酸性シリカゲル
スラリーとし噴霧乾燥する方法（特公昭４７−３．４４
６号公報）等である。

しかしながら、これらの方法では、ガス状炭酸ガスを使
用することから、反応の制御が容易でなく、得られるシ
リカゲルの物性をコントロールすることが困難であった
り、また、出発原料がアルカリ金属ケイ酸塩水溶液であ
り、一般的に、これらには種々の金属不純物を含むため
、高純度化の操作が煩雑になり限界がある。そのため最
終的に得られるシリカゲル中にもこれらの不純物が若干
含有され高純度品を製造することは難しい。これらの方
法で得られるものは、液体クロマトグラフィー用充填剤
として利用する場合、含有されている金属不純物のため
に極性物質のピークチーリンク゛が生したり、塩基性物
質が吸着し易くなり、目的物質の回収率や純度が悪くな
る等の問題点がある。また、これらの方法で得られるも
のは、触媒担体として利用する場合、含有されている金
属不純物のために副反応が起こり昂くなり、目的生成物
の収率や純度が悪くなる。

また、酸及び水の存在下でシリコンアルコキシドの加水
分解を行う際に、アミド類又はアミン類を添加すること
により、高比表面積を有するシリカゲルを製造する方法
が知られている（特開平２−１．１．１，６１６号公報
）。しかしながら、この方法では、細孔容積が０．６７
ｃｉ／ｇ程度と小さく、また、細孔径についての記述が
なく、比表面積の値と細孔容積の値から細孔径が小さい
ものと考えられるので、分離剤等に用いるときに分子サ
イズの小さな物に限定される等分離にあまり有効でない
。

また、テトラエチルオルソシリケート、エタノール、ア
ミド類に酸触媒を含んだ水を混合することにより多孔質
シリカゲルを製造する方法が知られている（日本セラミ
ックス協会、第２回状期シンポジウム講演予稿集第３３
０頁）。しかしながら、この方法で得られるもので８０
〜１２０人程度の細孔径を有するものは、比表面積が小
さいので、触媒担体や吸着分離剤として用いた場合、接
触面積が小さく、回収率や収率が悪くなる等の問題点が
ある。

〔発明が解決しようとする課題〕

そこで、本発明者らは、これら従来技術が有する問題を
解決し、５５０〜１，０００ｍ／ｇの範囲の比表面積、
１．０〜２，０ｃｍ７ｇの範囲の細孔容積、８０〜１２
０人の範囲の平均細孔径を有し、かつ、高純度の多孔質
シリカゲルを効率良く安定的に製造することができる方
法を開発すべく鋭意研究を行った結果、Ｎ、Ｎ−ジメチ
ルホルムアミド（以下、ＤＭＦと称する）溶媒中でシリ
コンアルコキシドを加水分解することにより、所望の多
孔質シリカゲルを効率良く安定的に製造することができ
ることを見出し、本発明を完成するに至った。

従って、本発明の目的は、５５０〜１，０００、、ｌ　
／　ｇの範囲の比表面積、１　、　０〜２　、　　Ｏｃ
ｍ　／　ｇの範囲の細孔容積、８０〜１２０人の範囲の
平均細孔径を有し、かつ、高純度の多孔質シリカゲル及
びその製造方法を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

すなわち、本発明は、シリコンア・ルコキシドをＮ、Ｎ
−ジメチルホルムアミドのみからなる溶媒中で加水分解
して得られた比表面積５５０〜１，０００　ｍ　／　ｇ
、細孔容積１．　０〜２．　０ｃｎｌ″／ｇ、平均細孔
径７０〜１２０人であることを特徴とする高純度多孔質
シリカゲル及びその製造方法である。

以下、本発明の多孔質シリカゲルの製造方法について具
体的に説明する。

本発明において使用できるシリコンアルコキシドとして
は、テトラメチルオルソシリケート（以下、ＴＭＯ８と
表す）、テ、トラエチルオルソシリケート等を使用する
ことができるが、ＴＭＯ３が最も好ましい。ＴＭＯ３以
外のシリコンアルキシドを用いると、加水分解速度が遅
く生産効率が悪くなる。

本発明において、加水分解に使用する水は、シリコンア
ルコキシド１モルに対して２〜２０モルの範囲、より好
ましくは４〜１５モルの範囲である。水の使用量が２モ
ルに満たない場合は加水分解反応が完結せず、２０モル
より多いとＴＭＯＳ濃度が薄くなりすぎて、重合速度が
遅くなるために生産効率上好ましくない。

また、本発明において使用されるＤＭＦの添加量は、シ
リコンアルコキシド１モルに対して０゜５〜２０モルの
範囲、より好ましくは、１〜１５モルの範囲である。Ｄ
ＭＦの添加量が０．５モルに満たない場合は、無添加の
ものに比べ比表面積等の物性に大きな違いがみられない
。２０モルより多くても比表面積等の物性は、２０モル
以下に比べ殆ど違いがみられないので、生産効率上好ま
しくない。

本発明の加水分解反応は、溶媒中でシリコンアルコキシ
ドと水を混合し均一に撹拌することによって行うことが
できるが、混合順序は特に制限される物ではなくシリコ
ンアルコキシドと水を混合、撹拌し、ある程度加水分解
反応が進んだところでＤＭＦを添加しても構わない。加
水分解反応の触媒は特に必要ではないが、反応速度を調
整する為に添加しても構わない。反応が完結した後、乾
燥して多孔質シリカゲルを得ることがｒきる。シリカゲ
ルの比表面積等の物性はＤＭＦの添加量を適宜選択する
ことにより制御することができる。例えば、ＤＭＦの添
加量を多くすると比表面積、細孔容積、平均細孔径とも
大きくすることができる。

また、加水分解反応温度は０°Ｃ〜沸点温度、より好ま
しくは１０〜５０℃の範囲である。

〔実施例〕

以下、実施例に基づいて、本発明の詳細な説明する。

実施例１〜６ ＴＭＯ８Ｉモルに対し、水１０モルを反応容器に仕込み
、加水分解反応により透明、均質なゾルが生成した後Ｄ
ＭＦを第１表に示す割合で添加し３０℃でゲル化させた
後、２００℃で乾燥して多孔質シリカゲルを得た。得ら
れた多孔質シリカゲルの細孔分布と比表面積を窒素吸着
により測定した。結果を第１表に示す。

比較例１〜３ ＴＭＯ８Ｉモルに対し、水１０モルと有機溶媒及びアノ
−コール溶媒を第１表に示す割合で反応容器に仕込み６
０°Ｃでゲル化させた後、２００℃で乾燥してシリカゲ
ルを得た。得られたシリカゲルの細孔分布と比表面積を
窒素吸着により測定した。

結果を第１表に示す。いずれの場合も高比表面積でかつ
細孔容積、細孔径の大きなシリカゲルは得られなかった
。

これらのシリカゲルのあるものは、接触面積が小さいの
で液体クロマトグラフィー等の充填剤等に用いるのは不
適当であり、また、あるものは細孔径、細孔容積が小さ
いので、液体クロマトグラフィー等の充填剤等として用
いる場合分子サイズの小さな物に限定され不適当である
。

〔発明の効果〕

本発明方法によれば、５５０〜１．　０００ｍ１ｇの範
囲の比表面積、１　、　０〜２　、　　Ｏｃｔｌ　／　
ｇの範囲の細孔容積、８０〜１２０人の範囲の平均細孔
径を有し、かつ高純度の多孔質シリカゲルを効率良く安
定的に製造することができる。このような多孔質シリカ
ゲルは、液体クロマトグラフィー等の充填剤、分子貯蔵
剤、触媒担体として特に有用である。

特許出ｊ願人　　　新旧鐵化学株式会社代理・人　弁理
士成瀬　勝夫 （外２名）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）シリコンアルコキシドをＮ、Ｎ−ジメチルホルム
   アミドのみからなる溶媒中で加水分解して得られた比表
   面積５５０〜１，０００ｍ＾２／ｇ、細孔容積１．０〜
   ２．０ｃｍ＾３／ｇ、平均細孔径７０〜１２０Åである
   ことを特徴とする高純度多孔質シリカゲル。
2. （２）シリコンアルコキシドを溶媒中で加水分解するこ
   とにより多孔質シリカゲルを製造する方法において、溶
   媒がＮ、Ｎ−ジメチルホルムアミドであることを特徴と
   する多孔質シリカゲルの製造方法。