JPH0699133B2 - Method for producing silica gel for liquid chromatography - Google Patents

Method for producing silica gel for liquid chromatography

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JPH0699133B2
JPH0699133B2 JP60283018A JP28301885A JPH0699133B2 JP H0699133 B2 JPH0699133 B2 JP H0699133B2 JP 60283018 A JP60283018 A JP 60283018A JP 28301885 A JP28301885 A JP 28301885A JP H0699133 B2 JPH0699133 B2 JP H0699133B2
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silica gel
liquid chromatography
gel
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aqueous solution
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、液体クロマトグラフィー用シリカゲルの製造
方法に関するものである。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for producing silica gel for liquid chromatography.

シリカゲルは、架橋デキストラン、ポリアクリルアミド
等のポリマー系充填剤に比して機械的強度が高く、また
pH,イオン強度,溶離液組成等の変化による膨潤・収縮
がほとんど無いことから、液体クロマトグラフィー用充
填剤として広く使用されている。
Silica gel has higher mechanical strength than polymer-based fillers such as crosslinked dextran and polyacrylamide.
It is widely used as a packing material for liquid chromatography because it hardly swells or shrinks due to changes in pH, ionic strength, eluent composition, etc.

液体クロマトグラフィーは、分離を行う原理によって吸
着型,分配型,イオン交換型および分子篩型の四つの型
に分類され、そこに用いられる充填剤の性質も異なる。
Liquid chromatography is classified into four types of adsorption type, partition type, ion exchange type and molecular sieve type according to the principle of separation, and the properties of the packing material used therefor are also different.

即ち、吸着型では、シリカゲルそのまゝで;分配及びイ
オン交換型では、シリカゲルに有機シラン化合物あるい
はアルコール化合物等の有機化合物を化学的に結合させ
て;分子篩型では、シリカゲルそのまゝあるいは有機化
合物を化学結合させて使用される。
That is, in the adsorption type, it is silica gel or so; in the distribution and ion exchange types, silica gel is chemically bonded to an organic compound such as an organic silane compound or an alcohol compound; in the molecular sieve type, it is silica gel or the organic compound. Are used by chemically bonding.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来、シリカゲルについては、球状シリカゲルと破砕状
シリカゲルとが知られている。球状シリカゲルは破砕状
シリカゲルに比して、その性能および使用特性の点で優
れている。
Conventionally, as silica gel, spherical silica gel and crushed silica gel are known. Spherical silica gel is superior to crushed silica gel in its performance and use characteristics.

更に球状シリカゲルの内でも、液体クロマトグラフィー
用充填剤として使用する場合、その平均粒子径,表面
積,平均細孔径,細孔容積等の物性を厳密にコントロー
ルすることが要求される。即ち、平均粒子径10〜50μ,
表面積300〜500m2/g,平均細孔径80〜120Å,細孔容積0.
8〜1.2ml/gの物性を有した球状シリカゲルが望まれてい
る。
Further, among spherical silica gel, when it is used as a packing material for liquid chromatography, it is required to strictly control physical properties such as average particle diameter, surface area, average pore diameter and pore volume. That is, the average particle size is 10 to 50 μm,
Surface area 300-500m 2 / g, average pore diameter 80-120Å, pore volume 0.
A spherical silica gel having a physical property of 8 to 1.2 ml / g is desired.

しかしながら、この様なシリカゲルは製造が容易でなく
高価であった。
However, such silica gel is not easy to manufacture and expensive.

従来、球状のシリカゲルを得る方法としては、以下の方
法が知られている。
Conventionally, the following methods are known as methods for obtaining spherical silica gel.

(1)特開昭60−71515号公報には、水ガラスゾルを第
1の界面活性剤を含有する有機溶媒中で乳化させ、次い
で第2の界面活性剤を添加してゲル化させる方法が記載
されている。
(1) JP-A-60-71515 describes a method in which a water glass sol is emulsified in an organic solvent containing a first surfactant and then a second surfactant is added to form a gel. Has been done.

この方法では、乳化に使用した有機溶媒とシリカゲルを
分離する為、蒸留工程を必要とし、経済的に不利であ
る。
In this method, since the organic solvent used for emulsification and silica gel are separated, a distillation step is required, which is economically disadvantageous.

また、得られたゲルの物性は明記されておらず、液体ク
ロマトグラフィー用充填剤としての有用性は不明であ
る。
Further, the physical properties of the obtained gel are not specified, and its usefulness as a packing material for liquid chromatography is unknown.

(2)特公昭54−9588号公報には、コロイド状シリカを
水に対して混和性を有する重合可能な有機材料をバイン
ダーとして用いて球状粒子を形成させる方法が記載され
ている。
(2) Japanese Patent Publication No. 54-9588 describes a method of forming spherical particles by using a colloidal silica and a polymerizable organic material miscible with water as a binder.

この方法で得られるものは、シリカゾル粒子と有機材料
の混合物であり、シリカゲルを得るには500℃以上で、
しかも4時間以上の焼結工程によりポリマー化した有機
材料を除去しなければならない。また、得られるゲルの
物性は、原料のコロイド状シリカの種類で決ってしま
い、所望とするゲル物性へのコントロールが困難であ
る。
What is obtained by this method is a mixture of silica sol particles and an organic material, and to obtain silica gel, at 500 ° C. or higher,
Moreover, the polymerized organic material must be removed by a sintering process for 4 hours or more. Further, the physical properties of the obtained gel are determined by the kind of the raw material colloidal silica, and it is difficult to control the desired gel physical properties.

(3)上述の如き有機溶媒あるいは有機材料を使用する
ことなく球状ゲルを得る方法としては噴霧乾燥法が知ら
れている。
(3) A spray drying method is known as a method for obtaining a spherical gel without using the above-mentioned organic solvent or organic material.

特開昭53−65293号には、シリカゾルを噴霧乾燥する方
法が提案されている。しかしながら、本発明者等がこの
方法を実施したところ、生成物は球状ではあるが中空あ
るいは大きな窪みを有するシリカゲルに成り易い事が判
った。
JP-A-53-65293 proposes a method of spray drying silica sol. However, when the present inventors carried out this method, it was found that the product was likely to be silica gel having a spherical shape but a hollow or a large depression.

この様な中空あるいは大きな窪みを有するシリカゲル
は、液体クロマトグラフィー用充填剤として使用する場
合、その強度が充分でなく破損したり、分離試料の広が
りの原因に成り易く好ましくない。
When silica gel having such hollows or large dents is used as a packing material for liquid chromatography, its strength is not sufficient, and it is likely to break or spread the separated sample, which is not preferable.

特公昭43−7012号には、硅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後、更に硫酸で処理した後
噴霧乾燥することにより、300〜1000m2/gの表面積で0.5
〜1.25cc/gの孔体積のシリカゲルを得る方法が記載され
ている。
Japanese Examined Patent Publication (Kokoku) No. 43-7012 discloses that a sodium silicate solution is gelled with gaseous carbon dioxide and aged, and then treated with sulfuric acid and spray-dried to give a surface area of 300 to 1000 m 2 / g of 0.5.
A method for obtaining silica gel with a pore volume of ~ 1.25 cc / g is described.

この方法では、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る。
In this method, since the carbon dioxide gas is used, it is not easy to control the reaction and it is difficult to control the physical properties of the resulting silica gel.

特公昭47−3446号にはアルカリ金属珪酸塩水溶液と鉱酸
とを反応させてpH9.6〜10.9のシリカヒドロゾルを作
り、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が報告されている。
Japanese Examined Patent Publication No. 47-3446 discloses a method of reacting an aqueous solution of an alkali metal silicate with a mineral acid to form a silica hydrosol having a pH of 9.6 to 10.9, gelling it, and further reacting with the mineral acid to prepare an acidic silica gel slurry and spray-drying. Has been reported.

この方法において、その実施例によれば、740m2/gない
し965m2/gという非常に大きな表面積のシリカゲルが得
られている。この様に高い表面積のシリカゲルは、一般
に50Å以下のミクロポアを有する事が多い。液体クロマ
トグラフィー用充填剤への使用を目的とした場合、この
様なミクロポアは分離にあまり有効でないばかりか、シ
リカゲルの強度を低下させる原因になる。
In this way, according to the example, silica gels with very large surface areas of 740 m 2 / g to 965 m 2 / g are obtained. Such high surface area silica gel generally has micropores of 50 Å or less. When it is intended to be used as a packing material for liquid chromatography, such micropores are not very effective for separation and cause the strength of silica gel to be reduced.

更に、特公昭47−35676号には、珪酸ナトリウムと硫酸
を23〜50℃で混合してpH9.8〜10.4の混合溶液を調製
し、そこでヒドロゲルスラリを形成し、熟成後pHを3以
下に低下させ、熟成後pHを8〜10.2に上昇させ、熟成し
噴霧乾燥する方法が記載されている。
Furthermore, in JP-B-47-35676, sodium silicate and sulfuric acid are mixed at 23 to 50 ° C. to prepare a mixed solution having a pH of 9.8 to 10.4, in which a hydrogel slurry is formed, and the pH after aging is set to 3 or less. A method is described in which the pH is lowered, the pH is raised to 8-10.2.

この方法で得られるシリカゲルは、その実施例によれば
194〜560m2/gの表面積で0.9〜1.15ml/gの細孔容積を有
しているが、平均細孔径については明記されていない。
また上述した様に熟成工程が多く操作が煩雑である。特
公昭43−7012号,47−3446号,47−35676号いずれの方法
もゲル生成工程をアルカリ側で実施することを必須要件
としているが、本発明者等が同様にアルカリ側でゲル生
成させたスラリを使用したところ、原因は不明である
が、しばしば非常に脆いゲルが得られ易く、又表面に凹
凸の多いものあるいは球状以外の異形粒子の混在するも
のが得られやすい事が解った。この様なシリカゲルは、
通常の乾燥剤としては問題はないが、液体クロマトグラ
フィー用充填剤としての使用を考えた場合、充填効率の
低下をきたし好ましくない。
The silica gel obtained in this way is according to the examples
It has a pore volume of 0.9-1.15 ml / g with a surface area of 194-560 m 2 / g, but the average pore size is not specified.
Further, as described above, there are many aging steps and the operation is complicated. In any of the methods of JP-B-43-7012, 47-3446, and 47-35676, it is an essential requirement to carry out the gel formation step on the alkali side, but the present inventors similarly make gel formation on the alkali side. When a slurry was used, although the cause was unknown, it was found that a gel that was very brittle was often obtained, and that the surface was likely to have many irregularities or a mixture of irregularly shaped particles other than spherical particles. Such silica gel is
Although there is no problem as an ordinary desiccant, when considering its use as a packing material for liquid chromatography, the packing efficiency is lowered, which is not preferable.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problems to be solved by the invention]

本発明の目的は、上記従来技術に比して、より簡単な方
法で安価に、表面が滑らかで、異形粒子の混在すること
のない液体クロマトグラフィー用充填剤として高性能な
シリカゲルの製造法を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a method for producing silica gel having a high performance as a packing material for liquid chromatography, which has a smoother surface, a smoother surface, and does not contain irregularly shaped particles, as compared with the above-mentioned conventional technique. To provide.

〔問題点を解決する為の手段〕[Means for solving problems]

本発明の要旨は、アルカリ金属珪酸塩水溶液を鉱酸の水
溶液と反応させて得られるヒドロゲルスラリーを噴霧乾
燥することに依りシリカゲルを得る方法において、 a.アルカリ金属珪酸塩の水溶液を鉱酸の水溶液と反応さ
せてpH3.0〜4.0でSiO2濃度6.5〜11.5wt%の活性なケイ
酸を生成させ b.該ケイ酸を攪拌下でゲル化させ c.アンモニア水溶液と反応させた後、過,水洗し d.得られたヒドロゲルを湿式粉砕し e.噴霧乾燥後、鉱酸水溶液と接触させた後、乾燥する ことを特徴とする液体クロマトグラフィー用シリカゲル
の製造方法にあり、以下その詳細について説明する。
The gist of the present invention is to obtain silica gel by spray-drying a hydrogel slurry obtained by reacting an aqueous solution of an alkali metal silicate with an aqueous solution of a mineral acid. To produce active silicic acid having a SiO 2 concentration of 6.5 to 11.5 wt% at pH 3.0 to 4.0 b. Gelling the silicic acid under stirring c. Reacting with an aqueous ammonia solution, Washing with water d. Wet grinding of the obtained hydrogel e. Spray drying, contact with an aqueous solution of mineral acid, and then drying, which is a method for producing silica gel for liquid chromatography. The details are described below. To do.

本発明において使用するアルカリ金属珪酸塩としては珪
酸ナトリウム,珪酸カリウム等が挙げられるが、珪酸ナ
トリウムが一般的である。鉱酸としては硫酸,塩酸,硝
酸等が使用できる。
Examples of the alkali metal silicate used in the present invention include sodium silicate and potassium silicate, and sodium silicate is generally used. As the mineral acid, sulfuric acid, hydrochloric acid, nitric acid or the like can be used.

活性なケイ酸を生成させる方法としては、いかなる方法
でも良いが、攪拌下にある鉱酸にアルカリ金属珪酸塩を
滴下する方法が好ましい。
Any method may be used as a method of generating active silicic acid, but a method of dropping an alkali metal silicate into a mineral acid under stirring is preferable.

この時最終pHが3.0〜4.0でSiO2濃度が6.5〜11.5wt%に
なる様に、アルカリ金属珪酸塩及び鉱酸の各濃度及び混
合割合を調整することが必要である。
At this time, it is necessary to adjust each concentration and mixing ratio of the alkali metal silicate and the mineral acid so that the final pH is 3.0 to 4.0 and the SiO 2 concentration is 6.5 to 11.5 wt%.

pHの値はゲル化時間に大きく影響し、pH3未満ではゲル
化に長時間を要し実際的ではなく、pHが4を超えるとゲ
ル化が急速に進行し、ケイ酸を安定的に調製することが
困難になる。
The pH value has a great influence on the gelation time, and if the pH value is less than 3, it takes a long time to gel, which is not practical. If the pH value exceeds 4, the gelation proceeds rapidly and silicic acid is stably prepared. Becomes difficult.

生成ケイ酸のSiO2濃度は、最終的に得られるシリカゲル
の平均細孔径に重大な影響を及ぼす。即ち、SiO2濃度が
6.5wt%未満では得られるシリカゲルの平均細孔径は80
Å未満となり、SiO2濃度が11.5wt%を超えると得られる
シリカゲルの平均細孔径は120Åを超え、また、強度の
低いゲルとなる。
The SiO 2 concentration of the produced silicic acid has a significant effect on the average pore size of the finally obtained silica gel. That is, the SiO 2 concentration is
If it is less than 6.5 wt%, the average pore size of silica gel obtained is 80.
When it is less than Å and the SiO 2 concentration exceeds 11.5 wt%, the average pore diameter of the obtained silica gel exceeds 120 Å and the gel has low strength.

活性ケイ酸生成温度は5〜60℃の範囲で実施できるが、
特に30〜50℃が好ましく、実際的である。生成温度が5
℃未満ではゲル化に長時間を要し、逆に60℃をこえると
ゲル化が急速に進行し、活性ケイ酸を安定的に生成させ
ることが困難になる。
The active silicic acid production temperature can be carried out in the range of 5 to 60 ° C,
Particularly, 30 to 50 ° C is preferable and practical. Generation temperature is 5
If it is less than ℃, it takes a long time to gel, and if it exceeds 60 ℃, the gelation proceeds rapidly and it becomes difficult to stably generate active silicic acid.

この様にして得られた活性なケイ酸の水溶液を攪拌下で
ゲル化させ、シリカヒドロゲルのスラリーを生成させ
る。
The aqueous solution of active silicic acid thus obtained is gelled under stirring to form a silica hydrogel slurry.

ゲル化の温度は特に限定されないが、低温ではゲル化を
完了させるのに長時間を要し、逆に高温ではゲル化が急
速に進んで均一な攪拌が困難となるので20〜50℃が適当
である。また、一般にゲル化温度の低い方がゲル化速度
が遅く攪拌も容易であるので、例えば20℃でゲル化を開
始させ、スラリー状にした後80℃に昇温してゲル化を完
了させるといった方法も可能である。
The temperature of gelation is not particularly limited, but at low temperature it takes a long time to complete gelation, and at high temperature, gelation progresses rapidly and uniform stirring becomes difficult, so 20-50 ° C is suitable. Is. In addition, generally, the lower the gelling temperature is, the slower the gelling rate is and the easier the stirring is. Therefore, for example, the gelation is started at 20 ° C., the slurry is formed, and then the temperature is raised to 80 ° C. to complete the gelation. A method is also possible.

攪拌手段は、活性ケイ酸がゲル化する際に生成するヒド
ロゲルを破砕してヒドロゲルのスラリーを生成すること
が可能であれば、いかなるものでも良く、通常のパドル
型攪拌翼でも実施可能であるが、必要に応じて高速攪拌
装置あるいはニーダー等も使用できる。
The stirring means may be any as long as it can crush the hydrogel generated when the activated silicic acid is gelated to generate a hydrogel slurry, and a normal paddle type stirring blade can also be used. If necessary, a high speed stirrer or a kneader can be used.

生成したシリカヒドロゲルスラリーにアンモニア水溶液
を添加して反応させる。この時スラリーの濃度は特に限
定されないが、高濃度では粘度が高く攪拌が困難とな
り、低濃度では経済的に不利となることから、SiO2濃度
として5〜10wt%が適当である。
An aqueous ammonia solution is added to the produced silica hydrogel slurry to cause a reaction. At this time, the concentration of the slurry is not particularly limited, but since a high concentration causes a high viscosity and stirring becomes difficult, and a low concentration is economically disadvantageous, a SiO 2 concentration of 5 to 10 wt% is appropriate.

そのアンモニア処理をした液のpHが大きいほど最終生成
シリカゲルの平均細孔径は大きくなり、また、表面積は
小さくなる。たとえば、このpHを8.0〜9.0とすることに
より、それらをそれぞれ8.0〜120Åおよび300〜500m2/g
に調節することができる。
The higher the pH of the ammonia-treated solution, the larger the average pore size of the final silica gel produced, and the smaller the surface area. For example, by setting this pH to 8.0-9.0, you can make them 8.0-120Å and 300-500 m 2 / g respectively.
Can be adjusted to.

反応温度は特に限定されないが、低温では反応終了まで
に長時間を要するので、60〜90℃が適当である。
The reaction temperature is not particularly limited, but 60 to 90 ° C. is appropriate because a low temperature requires a long time to complete the reaction.

反応終了後、過,水洗し、副生したアルカリ金属塩を
除去する。この副生塩を除去することなく噴霧乾燥する
と、得られるシリカゲル中に該塩の結晶が析出する為、
ポアが不均一になりやすい。
After completion of the reaction, the product is washed with water and excess water to remove by-produced alkali metal salts. If spray drying is performed without removing the by-product salt, crystals of the salt precipitate in the obtained silica gel,
Pore tends to be uneven.

得られた過ケーキを水に分散した後湿式粉砕する。The obtained overcake is dispersed in water and then wet-milled.

この粉砕処理は、最終生成シリカゲルの粒子表面状態及
び形状に大きな影響を及ぼす。即ち、表面が滑らかで、
異形粒子の混在することのないシリカゲルを得る為に粉
砕処理は必須である。粉砕方法としては、湿式であれば
いかなる方法でも良く、例えば、ボールミル、、振動ミ
ル,攪拌ボールミル,ロッドミル,摩擦円板ミル,石臼
式コロイドミル等が使用できる。
This grinding process has a great influence on the particle surface state and shape of the final silica gel. That is, the surface is smooth,
The pulverization treatment is indispensable in order to obtain silica gel in which irregular shaped particles are not mixed. Any pulverization method may be used as long as it is a wet method, and for example, a ball mill, a vibration mill, a stirring ball mill, a rod mill, a friction disk mill, a stone mill colloid mill, or the like can be used.

こうして得られた粉砕シリカヒドロゲルスラリを噴霧乾
燥することにより球状のシリカゲルを得ることができ
る。噴霧乾燥機としては、ノズルタイプ,ディスクタイ
プ,二流体方式が一般的であり、いずでも使用できる
が、10〜50μ程度の粒度のゲルを所望する場合ディスク
タイプが適当である。
Spherical silica gel can be obtained by spray-drying the pulverized silica hydrogel slurry thus obtained. As the spray dryer, a nozzle type, a disc type, and a two-fluid system are generally used, and any type can be used, but the disc type is suitable when a gel having a particle size of about 10 to 50 μm is desired.

乾燥用の熱風温度は100〜300℃程度で差し支えない。The hot air temperature for drying may be 100 to 300 ° C.

噴霧乾燥により得られた球状のシリカゲルを、続いて鉱
酸水溶液で処理する。
The spherical silica gel obtained by spray drying is subsequently treated with an aqueous mineral acid solution.

この処理は、シリカゲルに有機化合物を化学結合させ
て、分配型,イオン交換型,分子篩型として、核酸,ア
ミノ酸,アミン等のイオン性物質を分離しようとする場
合、特に重要である。即ち、この酸処理を施さずに得ら
れたシリカゲルを用いて上述の如き分離を試みた所、し
ばしば分離試料の吸着あるいは排斥を生じ充分な分離を
行うことが困難であった。
This treatment is particularly important when an organic compound is chemically bonded to silica gel to separate ionic substances such as nucleic acids, amino acids and amines into partition type, ion exchange type and molecular sieve type. That is, when the above-mentioned separation was tried using the silica gel obtained without this acid treatment, it was often difficult to carry out sufficient separation because adsorption or exclusion of the separated sample was often caused.

鉱酸のシリカゲルに対する作用機構については不明であ
るが、酸処理を実施することに依り、この様な吸着ある
いは排斥による分離能の低下を著しく改善出来ることを
見出した。
Although the mechanism of action of mineral acid on silica gel is unknown, it was found that the reduction of the separation ability due to such adsorption or exclusion can be remarkably improved by carrying out the acid treatment.

鉱酸としては、硫酸,塩酸,硝酸等が使用できる。As the mineral acid, sulfuric acid, hydrochloric acid, nitric acid or the like can be used.

処理方法としては、鉱酸水溶液にシリカゲルを分散し攪
拌下で行なっても良いし、また、静置しておいても良
い。この処理の効果を充分なものとするためには、分散
液のpHが4以下になる様に鉱酸水溶液の濃度を調整する
のが望ましい。
As a treatment method, silica gel may be dispersed in a mineral acid aqueous solution with stirring, or may be left standing. In order to make the effect of this treatment sufficient, it is desirable to adjust the concentration of the aqueous mineral acid solution so that the pH of the dispersion becomes 4 or less.

処理温度は室温で充分であるが、加熱しても差し支えな
い。処理時間は30分以上で充分な効果を得ることが出来
る。
Room temperature is sufficient as the treatment temperature, but heating may be used. A treatment time of 30 minutes or more can achieve a sufficient effect.

この様に酸処理を行ったシリカゲルを水洗した後乾燥す
る。
The silica gel thus treated with acid is washed with water and then dried.

以上の方法に依り、表面が滑らかで、異形粒子の混在す
ることない液体クロマトグラフィー用充填剤として高性
能なシリカゲルを得ることが出来る。
According to the method described above, it is possible to obtain silica gel having a smooth surface and high performance as a packing material for liquid chromatography in which irregular particles are not mixed.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上の説明から明らかな様に本発明によれば、有機溶媒
あるいは有機材料を使用することなく、しかも煩雑な操
作を要せず、簡単な方法で安価に表面が滑らかで異形粒
子の混在することのない液体クロマトグラフィー用充填
剤として高性能なシリカゲルを得ることができる。
As apparent from the above description, according to the present invention, without using an organic solvent or an organic material, without requiring complicated operations, the surface is smooth and inexpensive and a mixture of irregularly shaped particles can be obtained by a simple method. It is possible to obtain high-performance silica gel as a packing material for liquid chromatography, which does not have any material.

次に本発明を実施例により更に具体的に説明する。Next, the present invention will be described more specifically by way of examples.

実施例1 濃度15wt%の硫酸水溶液500gを50℃恒温槽に設置した反
応槽に供給した。パドル型攪拌翼で硫酸水溶液を攪拌し
ながら、SiO2濃度12wt%の珪酸ナトリウム水溶液約1260
gを添加し、pH3.5でSiO2濃度8.6wt%の活性なケイ酸を
調製した。約10分後該ケイ酸水溶液は増粘しゲル化を開
始した。この時攪拌を続行して、ヒドロゲルを破砕しな
がらゲル化を完了させ、シリカヒドロゲルスラリーを得
た。
Example 1 500 g of a sulfuric acid aqueous solution having a concentration of 15 wt% was supplied to a reaction tank installed in a 50 ° C. constant temperature tank. While stirring the sulfuric acid aqueous solution with a paddle type stirring blade, a sodium silicate aqueous solution with a SiO 2 concentration of 12 wt% is approximately 1260
g was added to prepare active silicic acid having a SiO 2 concentration of 8.6 wt% at pH 3.5. After about 10 minutes, the aqueous silicic acid solution thickened and gelation started. At this time, stirring was continued to complete gelation while crushing the hydrogel to obtain a silica hydrogel slurry.

シリカヒドロゲルスラリーに純水及び濃度約8wt%のア
ンモニア水溶液を加え、SiO2濃度約6wt%、pHを8.0に調
整した後80℃で2時間反応させた。
Pure water and an aqueous ammonia solution having a concentration of about 8 wt% were added to the silica hydrogel slurry to adjust the SiO 2 concentration to about 6 wt% and the pH to 8.0, and then the reaction was carried out at 80 ° C. for 2 hours.

反応終了後、過水洗した後、水に分散させダイノーミ
ル(ウィリー・A・バッコーフェン社製)により湿式粉
砕し、次いで入口熱風温度100℃、出口熱風温度60℃に
セットしたディスクタイプのスプレードライヤーに依り
噴霧乾燥した。
After the reaction, wash with excess water, disperse in water, wet pulverize with Dyno-Mill (Willie A. Bakofen), and then use a disk type spray dryer with inlet hot air temperature 100 ° C and outlet hot air temperature 60 ° C. Spray dried.

得られたシリカゲルを硫酸水溶液に懸濁させ、pH3.0で
室温において約1時間酸処理を行った後過水洗し、11
0℃で一夜乾燥した。
The silica gel thus obtained was suspended in a sulfuric acid aqueous solution, acid-treated at room temperature for about 1 hour at pH 3.0, and then washed with water,
Dry overnight at 0 ° C.

得られたシリカゲルは、球状で表面は滑らかであり異形
粒子の混在はほとんど無かった。
The obtained silica gel was spherical and had a smooth surface, and almost no irregular particles were mixed.

また物性については表1に示す様に液体クロマトグラフ
ィー用充填剤として好適なものであった。
Regarding the physical properties, as shown in Table 1, it was suitable as a packing material for liquid chromatography.

更にシリカゲルに有機化合物を化学的に結合させた場合
の性能を調べる為、上記の方法で得られたシリカゲル20
gとキシレン120mlに懸濁させ、オクタデシルトリクロロ
シラン12gを加え60℃で3時間反応させた。反応終了
後、生成物をキシレンで洗浄し、次いでメタノールで洗
浄した後、80℃で一夜乾燥した。得られたゲルをカラム
(直径7.8mm×長さ300mm)に充填し、3wt%メタノール
水溶液を移動相として1−メチルニコチンアミドの溶出
挙動を調べた結果、試料の吸着がほとんど無く、液体ク
ロマトグラフィー用充填として高性能であった。
Furthermore, in order to investigate the performance when an organic compound is chemically bonded to silica gel, the silica gel obtained by the above method was used.
g and 120 ml of xylene, 12 g of octadecyltrichlorosilane was added, and the mixture was reacted at 60 ° C. for 3 hours. After the reaction was completed, the product was washed with xylene, then with methanol, and then dried at 80 ° C. overnight. The obtained gel was packed in a column (diameter 7.8 mm x length 300 mm), and the elution behavior of 1-methylnicotinamide was examined using a 3 wt% aqueous methanol solution as a mobile phase. It was a high-performance filling material.

実施例2 濃度15wt%の硫酸水溶液100gを20℃恒温槽に設置した反
応槽に供給した。パドル型攪拌翼で硫酸水溶液を攪拌し
ながらSiO2濃度12wt%の珪酸ナトリウム水溶液約285gを
添加し、pH4.0でSiO2濃度8.9wt%の活性なケイ酸を調製
した。約50分後該ケイ酸水溶液はゲル化を開始した。攪
拌によりヒドロゲルを破砕しながらゲル化させ更に80℃
に昇温してゲル化を完了させた。
Example 2 100 g of a sulfuric acid aqueous solution having a concentration of 15 wt% was supplied to a reaction tank installed in a 20 ° C. constant temperature tank. About 285 g of a sodium silicate aqueous solution having a SiO 2 concentration of 12 wt% was added while stirring the sulfuric acid aqueous solution with a paddle type stirring blade to prepare an active silicic acid having a SiO 2 concentration of 8.9 wt% at pH 4.0. After about 50 minutes, the aqueous silicic acid solution started to gel. The hydrogel is crushed by stirring to make it into a gel, and then to 80 ℃.
The temperature was raised to and gelation was completed.

得られたシリカヒドロゲルスラリーを、続いて実施例1
と同様の操作を行い、シリカゲルを得た。
The silica hydrogel slurry obtained is subsequently treated in Example 1.
Silica gel was obtained by performing the same operation as.

得られたシリカゲルは、球状で表面は滑らかであり、異
形粒子の混在はほとんど無かった。また物性については
第1表に示す様に液体クロマトグラフィー用充填剤とし
て好適なものであった。
The obtained silica gel was spherical and had a smooth surface, and almost no irregular particles were mixed. Regarding the physical properties, as shown in Table 1, it was suitable as a packing material for liquid chromatography.

更に実施例1と同様にしてオクタデシルトリクロロシラ
ンを化学結合させ1−メチルニコチンアミドの溶出挙動
を調べた結果試料の吸着がほとんど無く、液体クロマト
グラフィー用充填剤として高性能であった。
Further, as in Example 1, the chemical bond of octadecyltrichlorosilane was chemically bound and the elution behavior of 1-methylnicotinamide was examined. As a result, there was almost no adsorption of the sample and it was a high performance as a packing material for liquid chromatography.

比較例1 濃度15wt%の硫酸水溶液200gにSiO2濃度12wt%の珪酸ナ
トリウム水溶液約341gを添加して、pH4.0でSiO2濃度約1
2.6wt%の活性ケイ酸をえた以外は、実施例2と同じ条
件で実施した。
Comparative Example 1 About 200 g of a sulfuric acid aqueous solution having a concentration of 15 wt% and about 341 g of an aqueous sodium silicate solution having a SiO 2 concentration of 12 wt% were added, and the SiO 2 concentration was about 1 at pH 4.0.
It was carried out under the same conditions as in Example 2 except that 2.6 wt% of active silicic acid was obtained.

得られたシリカゲルは球状で表面は滑らかで、異形粒子
の混在は無かったが第1表に示す様に平均粒子径,ポア
サイズが大きく、また細孔容積も大きく比較的弱いもの
であった。
The silica gel obtained was spherical and had a smooth surface, and there was no mixture of irregularly shaped particles, but as shown in Table 1, the average particle diameter and pore size were large, and the pore volume was large and relatively weak.

比較例2 実施例2と同様にして、ただしSiO2濃度7.5wt%の珪酸
ナトリウム446gを添加して、pH4.0でSiO2濃度6.1wt%の
活性なケイ酸を調製して実験を行った。
Comparative Example 2 An experiment was conducted in the same manner as in Example 2, except that 446 g of sodium silicate having a SiO 2 concentration of 7.5 wt% was added to prepare active silicic acid having a SiO 2 concentration of 6.1 wt% at pH 4.0. .

得られたシリカゲルは、球状で、表面は滑らかで、異形
粒子の混在は無かったが、第1表に示す様にポアサイズ
が小さく細孔容積の小さいものであった。
The silica gel obtained had a spherical shape, a smooth surface, and no irregular-shaped particles mixed therein, but as shown in Table 1, it had a small pore size and a small pore volume.

比較例3 実施例2を同様にして、ただしアンモニアを添加せず、
pH6で80℃一夜処理して実施した。
Comparative Example 3 Same as Example 2, but without adding ammonia,
The treatment was carried out at pH 6 overnight at 80 ° C.

得られたシリカゲルは、球状で表面は滑らかであり、異
形粒子の混在のほとんどなかったが、第1表に示す様に
ポアサイズの小さいものであった。
The silica gel obtained had a spherical shape and a smooth surface, and almost no irregular particles were mixed, but the pore size was small as shown in Table 1.

比較例4 実施例1と同様にして、ただし湿式粉砕せずに実施し
た。
Comparative Example 4 It was carried out in the same manner as in Example 1, but without wet grinding.

得られたシリカゲルは球状ではあるが、表面に凹凸があ
り、しかも異形粒子の混在するものであった。
Although the obtained silica gel was spherical, it had irregularities on the surface and had irregular particles mixed therein.

比較例5 実施例1と同様にして、ただし酸処理を行わず実施し
た。
Comparative Example 5 The procedure of Example 1 was repeated except that the acid treatment was not performed.

得られたシリカゲルは球状で表面は滑らかであり、異形
粒子の混在は無かった。また物性については第1表に示
す様に望ましいものであったが、更に実施例1と同様に
してオクタデシルトリクロロシランを化学結合させ、1
−メチルニコチンアミドの溶出挙動を調べた結果、試料
はゲルに吸着されて溶出することが出来ず、液体クロマ
トグラフィー用充填剤として充分な性能を発現できなか
った。
The obtained silica gel was spherical and had a smooth surface, and there was no mixture of irregularly shaped particles. The physical properties were desirable as shown in Table 1, but octadecyltrichlorosilane was chemically bonded in the same manner as in Example 1 to give 1
As a result of investigating the elution behavior of -methylnicotinamide, the sample was not adsorbed on the gel and could not be eluted, and sufficient performance as a packing material for liquid chromatography could not be expressed.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】アルカリ金属珪酸塩の水溶液を鉱酸の水溶
液と反応させて得られるシリカヒドロゲルスラリーを噴
霧乾燥することに依りシリカゲルを得る方法において a.アルカリ金属珪酸塩の水溶液を鉱酸の水溶液と反応さ
せてpH3.0〜4.0でSiO2濃度6.5〜11.5wt%の活性なケイ
酸を生成させ b.該ケイ酸を撹拌下でゲル化させ c.アンモニア水溶液と反応させた後、過水洗し d.得られたヒドロゲルを湿式粉砕し e.噴霧乾燥後、鉱酸水溶液と接触させた後乾燥する ことを特徴とする液体クロマトグラフィー用シリカゲル
の製造方法。
1. A method for obtaining silica gel by spray drying a silica hydrogel slurry obtained by reacting an aqueous solution of an alkali metal silicate with an aqueous solution of a mineral acid. A. To produce active silicic acid with a SiO 2 concentration of 6.5 to 11.5 wt% at pH 3.0 to 4.0 b. Gel the silicic acid under stirring c. React with an aqueous ammonia solution and wash with excess water D. The hydrogel obtained is wet-milled, e. Spray-dried, then brought into contact with an aqueous solution of a mineral acid, and then dried, and the method for producing silica gel for liquid chromatography.
JP60283018A 1985-12-18 1985-12-18 Method for producing silica gel for liquid chromatography Expired - Lifetime JPH0699133B2 (en)

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