JPH11116231A - Production of porous silica - Google Patents

Production of porous silica

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JPH11116231A
JPH11116231A JP28040897A JP28040897A JPH11116231A JP H11116231 A JPH11116231 A JP H11116231A JP 28040897 A JP28040897 A JP 28040897A JP 28040897 A JP28040897 A JP 28040897A JP H11116231 A JPH11116231 A JP H11116231A
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JP
Japan
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thermosetting resin
silica
porous silica
composite
resin
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Application number
JP28040897A
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Japanese (ja)
Inventor
Sukeaki Usami
祐章 宇佐見
Kazutoshi Haraguchi
和敏 原口
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DIC Corp
Original Assignee
Dainippon Ink and Chemicals Co Ltd
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Publication date
Application filed by Dainippon Ink and Chemicals Co Ltd filed Critical Dainippon Ink and Chemicals Co Ltd
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  • Glass Melting And Manufacturing (AREA)
  • Silicon Compounds (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To produce a porous silica large in specific surface area by removing a thermosetting resin from a composite material made of the thermosetting resin obtained by hydrolyzing and polycondensating silicon alkoxide in the specified thermosetting resin or its soln. and the silica. SOLUTION: The composite material of 1-95 wt.%, preferably 40-70 wt.% silica and the thermosetting resin is obtained by adding the silicon alkoxide expressed by the formula Si(OR)4 (R is 1-8C alkyl) to the soln. in which the thermosetting resin consisting of a phenolic resin and/or an epoxy resin is dissolved in an org. solvent and subjecting the mixture to the hydrolyzation.polycondensation in the presence of an acid catalyst. After curing the thermosetting resin by heat treating the composite material at 100-300 deg.C, the thermosetting resin is removed by heating at 400-1500 deg.C to obtain the porous silica having 300-1200 m<2> /g specific surface area and 20-100 Å average fine pore diameter. The porous silica is washed in an aq. soln. of hydrochloric acid, acetic acid, ammonia, or the like at need.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明はシリカと熱硬化性樹
脂との複合体から、熱硬化性樹脂を除去して得られる多
孔質シリカに関するものであり、得られた多孔質シリカ
は優れた比表面積を有し、触媒、担体、吸着材、充填材
等に有用である。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a porous silica obtained by removing a thermosetting resin from a composite of silica and a thermosetting resin, and the obtained porous silica has an excellent ratio. It has a surface area and is useful for catalysts, supports, adsorbents, fillers, and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】多孔質シリカは、耐薬品性、耐熱性、強
度などの化学的、物理的特性に優れており、触媒、担
体、吸着材、充填材などとして広く用いられている。従
来、多孔質シリカの製造法としては、下記の種々の方法
が知られている。
2. Description of the Related Art Porous silica has excellent chemical and physical properties such as chemical resistance, heat resistance and strength, and is widely used as a catalyst, carrier, adsorbent, filler and the like. Conventionally, the following various methods have been known as methods for producing porous silica.

【0003】例えば、シリコンアルコキシドを原料と
し、有機溶媒中で加水分解・重縮合させて反応溶液のゲ
ル化を行わせた後、生成した多孔質ゲルを乾燥、焼成す
る方法や、ほう酸、珪砂、アルカリ金属酸化物等を主原
料として、溶融成形した後、数100度の温度で熱処理
することにより、二酸化珪素の富んだ相と酸化ほう素と
その他の成分に富んだ相とに分相させ、後者を酸で溶出
することにより多孔質シリカを得る方法等である。
[0003] For example, after a silicon alkoxide is used as a raw material, a reaction solution is gelled by hydrolysis and polycondensation in an organic solvent, and the resulting porous gel is dried and calcined. After melt molding using an alkali metal oxide as a main raw material, heat treatment is performed at a temperature of several hundred degrees to separate phases into a phase rich in silicon dioxide, a phase rich in boron oxide and other components, There is a method of obtaining porous silica by eluting the latter with an acid.

【0004】通常、これらの製法で得られる多孔質シリ
カの比表面積は10〜200m2/g程度であり、開発
中の多孔質シリカとしては比表面積が10〜500m2
/gのものが報告されている(セラミック工学ハンドブ
ック、1189頁)。また、ケイ酸ナトリウム水溶液を
原料として強酸との反応により多孔質性のシリカゲルの
製法が報告されており、その比表面積は調製条件により
異なるが200〜700m2/gである。
[0004] Usually, the specific surface area of the porous silica obtained by these processes is about 10 to 200 m 2 / g, as the porous silica in the development specific surface area 10 to 500 m 2
/ G has been reported (Ceramic Engineering Handbook, p. 1189). Also, a method for producing porous silica gel by a reaction with a strong acid using an aqueous solution of sodium silicate as a raw material has been reported, and its specific surface area is 200 to 700 m 2 / g depending on the preparation conditions.

【0005】一方、シリコンアルコキシドと有機高分子
から得られる複合体から有機高分子を除いて多孔質シリ
カを調製する方法も知られている(例えば、T.Sag
usa and Y.Chujo、J.Macromo
l.Sci.,Chem.,A27巻,1603頁、1
996年)。この中では末端にトリエトキシル基を有す
るポリ(N−アセチルエチレンイミン)ポリオキサゾリ
ンという特殊な高分子が用いられ、該有機高分子を除去
後、600℃で焼成したシリカの比表面積として800
2/gのものが報告されている。
On the other hand, there is also known a method of preparing a porous silica by removing an organic polymer from a composite obtained from a silicon alkoxide and an organic polymer (for example, T. Sag).
usa and Y. Chujo, J .; Macromo
l. Sci. Chem. , A27, 1603, 1
996). Among them, a special polymer called poly (N-acetylethyleneimine) polyoxazoline having a triethoxyl group at a terminal is used, and after removing the organic polymer, the specific surface area of silica calcined at 600 ° C. is 800
m 2 / g have been reported.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようと
する課題は、触媒、担体、吸着材、充填材等の使用にお
いて有用な、広い比表面積を有する多孔質シリカの簡便
な製造方法を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a simple method for producing porous silica having a large specific surface area, which is useful in the use of catalysts, supports, adsorbents, fillers and the like. Is to do.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決するために鋭意研究を行った結果、特定の熱硬化
性樹脂又はその溶液中でシリコンアルコキシドの加水分
解・重縮合反応を行わせることにより熱硬化性樹脂とシ
リカとの複合体を調製した後、熱硬化性樹脂を加熱ある
いは溶剤抽出により除去することにより得られるシリカ
が、比表面積の大きなシリカガラスとなることを見い出
し本発明を完成するに至った。
Means for Solving the Problems The present inventors have conducted intensive studies in order to solve the above-mentioned problems, and as a result, have found that the hydrolysis / polycondensation reaction of silicon alkoxide in a specific thermosetting resin or a solution thereof is carried out. After preparing a composite of thermosetting resin and silica by performing the process, it was found that the silica obtained by removing the thermosetting resin by heating or solvent extraction became silica glass with a large specific surface area. The invention has been completed.

【0008】即ち、本発明は、(1)フェノール樹脂及
び/又はエポキシ樹脂からなる熱硬化性樹脂又はそれら
の溶液中で、シリコンアルコキシドの加水分解・重縮合
を行わせることにより得られる熱硬化性樹脂とシリカと
の複合体から、熱硬化性樹脂を除去する、多孔質シリカ
の製造方法や、(2)熱硬化性樹脂とシリカとの複合体
からの熱硬化性樹脂の除去が、空気中での400℃〜1
500℃の加熱により行われることを特徴とする(1)
に記載の多孔質シリカの製造方法や、
That is, the present invention relates to (1) a thermosetting resin obtained by subjecting a silicon alkoxide to hydrolysis and polycondensation in a thermosetting resin comprising a phenol resin and / or an epoxy resin or a solution thereof. A method for producing a porous silica for removing a thermosetting resin from a composite of a resin and silica, and (2) removal of a thermosetting resin from a composite of a thermosetting resin and silica are performed in the air. 400 ℃ -1
It is performed by heating at 500 ° C. (1)
The method for producing porous silica described in,

【0009】(3)熱硬化性樹脂とシリカとの複合体か
らの熱硬化性樹脂の除去が、不活性ガス雰囲気中で50
0℃〜2000℃の加熱により熱硬化性樹脂を炭化後、
更に空気中での400℃〜1500℃に加熱により該炭
化物を除去することにより行われることを特徴とする
(1)に記載の多孔質シリカの製造方法や、(4)熱硬
化性樹脂とシリカとの複合体からの熱硬化性樹脂の除去
が、熱硬化性樹脂を溶剤で洗浄除去した後、更に100
℃〜1500℃に加熱することを特徴とする(1)に記
載の多孔質シリカの製造方法や、
(3) The removal of the thermosetting resin from the composite of the thermosetting resin and the silica is carried out in an inert gas atmosphere by 50%.
After carbonizing the thermosetting resin by heating at 0 ° C to 2000 ° C,
Further, the method is carried out by removing the carbide by heating to 400 ° C. to 1500 ° C. in the air, or the method for producing porous silica according to (1), or (4) a thermosetting resin and silica. The removal of the thermosetting resin from the composite with the above is carried out by washing the thermosetting resin with a solvent and removing
The method for producing porous silica according to (1), wherein the porous silica is heated to 1500 to 1500 ° C.,

【0010】(5)熱硬化性樹脂とシリカとの複合体
の、シリカ/(シリカ+熱硬化性樹脂)の重量比が0.
1〜0.9の範囲であることを特徴とする上記の(1)
〜(4)のいずれか一つに記載の多孔質シリカの製造方
法や、及び、(6)得られる多孔質シリカの比表面積
が、300〜1200m2/gであることを特徴とする
上記の(1)〜(5)のいずれか一つに記載の多孔質シ
リカの製造方法を含むものである。
(5) The weight ratio of silica / (silica + thermosetting resin) of the composite of thermosetting resin and silica is 0.
(1) characterized in that it is in the range of 1 to 0.9.
(4) The method for producing porous silica according to any one of (4) and (6) above, wherein the specific surface area of the obtained porous silica is 300 to 1200 m 2 / g. It includes the method for producing porous silica according to any one of (1) to (5).

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】本発明に用いるフェノール樹脂及
び/又はエポキシ樹脂からなる熱硬化性樹脂のフェノー
ル樹脂としては、レゾール型又はノボラック型フェノー
ル樹脂、もしくは、両者の混合物が用いられる。好まし
くはメタノール、アセトン、THF等の有機溶剤に溶解
可能なフェノール樹脂である。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION As a phenol resin of a thermosetting resin comprising a phenol resin and / or an epoxy resin used in the present invention, a resol type or a novolak type phenol resin or a mixture of both is used. Preferable is a phenol resin that can be dissolved in an organic solvent such as methanol, acetone, and THF.

【0012】エポキシ樹脂としては、例えば、ビスフェ
ノール−A、ビスフェノール−F、テトラブロモビスフ
ェノール−Aなどのビスフェノール型、ターシャリブチ
ルフェノール、ターシャリアミルフェノール、ターシャ
リヘキシルフェノールなどのアルキルフェノール型、ク
レゾールノボラック型、フェノールノボラック型等を挙
げることができ、これらは単独或いは2種以上を併用し
てもよい。
Examples of the epoxy resin include bisphenol-type such as bisphenol-A, bisphenol-F, and tetrabromobisphenol-A; alkylphenol-type such as tertiary-butylphenol, tertiary-mylphenol, and tertiary-hexylphenol; cresol novolak-type; Phenol novolak type and the like can be mentioned, and these may be used alone or in combination of two or more.

【0013】本発明で用いるシリコンアルコキシドとし
ては、一般式、Si(OR)4(Rは炭素数1〜8のア
ルキル基)で示されるシリコンアルコキシドモノマー及
び、それらを部分加水分解重縮合した低縮合物を言う。
ここで言う部分加水分解縮合物としては、平均分子量2
000程度までの市販の物を用いてもよいし、またシリ
コンアルコキシドモノマーに、水と溶媒と必要によって
は酸触媒を混合し、ゲル化する以前の所定の時間攪拌保
持する方法によって得るものを用いても良い。シリコン
アルコキシドの熱硬化性樹脂溶液への添加により得られ
る複合体中のシリカの含有率としては、1〜95重量
%、より好ましくは40〜70重量%である。
The silicon alkoxide used in the present invention includes a silicon alkoxide monomer represented by the general formula: Si (OR) 4 (R is an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms) and a low-condensation obtained by partially hydrolyzing and polycondensing them. Say things.
The partial hydrolysis condensate referred to herein has an average molecular weight of 2
A commercially available product up to about 000 may be used, or a product obtained by mixing water, a solvent and, if necessary, an acid catalyst with a silicon alkoxide monomer, and stirring and holding for a predetermined time before gelation is used. May be. The content of silica in the composite obtained by adding the silicon alkoxide to the thermosetting resin solution is 1 to 95% by weight, more preferably 40 to 70% by weight.

【0014】本発明では有機溶媒を用いて熱硬化性樹脂
とシリコンアルコキシドを含む均質なゾル溶液を作るこ
とが有効であり、好ましい有機溶媒としては、熱硬化性
樹脂とシリコンアルコキシドを均質に溶解しうる各種有
機溶媒が用いられ、例えば、メタノール、エタノール、
2−プロパノールなどのアルコール系、テトラヒドロフ
ラン、N−メチルピロリドンなどのエーテル系、アセト
ン、2−ブタノンなどのケトン系、ジメチルホルムアミ
ド、ジメチルアセトアミドなどのアミド系、ヘキサン、
シクロヘキサンなどのハイドロカーボン系、トルエン、
キシレン、m−クレゾールなどの芳香族系、クロロホル
ムやジクロロエタンなどのハロゲン系、等の有機溶媒が
使用される。使用する有機溶媒量については特に限定さ
れないが、通常、全有機溶媒量はゾル溶液全体の10〜
90重量%の範囲で用いられる。
In the present invention, it is effective to prepare a homogeneous sol solution containing a thermosetting resin and a silicon alkoxide using an organic solvent. As a preferable organic solvent, a thermosetting resin and a silicon alkoxide are dissolved homogeneously. Various organic solvents are used, for example, methanol, ethanol,
Alcohols such as 2-propanol; ethers such as tetrahydrofuran and N-methylpyrrolidone; ketones such as acetone and 2-butanone; amides such as dimethylformamide and dimethylacetamide; hexane;
Hydrocarbons such as cyclohexane, toluene,
Organic solvents such as aromatic solvents such as xylene and m-cresol, and halogen solvents such as chloroform and dichloroethane are used. The amount of the organic solvent used is not particularly limited, but usually, the total amount of the organic solvent is 10 to 10 of the entire sol solution.
It is used in the range of 90% by weight.

【0015】本発明における多孔質シリカの製造方法と
しては、以下の方法が挙げられる。まず、熱硬化性樹脂
を有機溶媒中に溶解し、必要に応じて水及び/又は触媒
を含むシリコンアルコキシドの溶液を所定量添加し均質
混合ゾル溶液を調製する。該均質ゾル溶液をそのまま、
もしくは塗布、注入等の操作を行った後、通風、減圧、
あるいは加熱により、シリコンアルコキシド類の加水分
解・重縮合反応及び溶媒の除去を進め、熱硬化性樹脂と
シリカの複合体を得る。
The method for producing porous silica in the present invention includes the following method. First, a thermosetting resin is dissolved in an organic solvent, and if necessary, a predetermined amount of a silicon alkoxide solution containing water and / or a catalyst is added to prepare a homogeneous mixed sol solution. The homogeneous sol solution as it is,
Alternatively, after performing operations such as application and injection, ventilation, decompression,
Alternatively, the hydrolysis / polycondensation reaction of silicon alkoxides and the removal of the solvent are advanced by heating to obtain a composite of a thermosetting resin and silica.

【0016】本発明において得られる熱硬化性樹脂とシ
リカの複合体としては、熱硬化性樹脂とシリカが互いに
微細分散した均質な複合体であるものが好ましい。該熱
硬化性樹脂とシリカの複合体から、以下に示す方法のい
ずれかにより熱硬化性樹脂を除去することにより、比表
面積として300〜1200m2/gの多孔質シリカを
得ることができる。又、その平均細孔径としては、通
常、20〜100オングストロームである。
The composite of the thermosetting resin and silica obtained in the present invention is preferably a homogeneous composite in which the thermosetting resin and silica are finely dispersed in each other. By removing the thermosetting resin from the composite of the thermosetting resin and silica by any of the following methods, porous silica having a specific surface area of 300 to 1200 m 2 / g can be obtained. The average pore diameter is usually 20 to 100 Å.

【0017】熱硬化性樹脂の除去方法としては、100
〜300℃で熱処理を行うことにより複合体中の熱硬化
性樹脂を硬化させた後、これを空気中400〜1500
℃で加熱し熱硬化樹脂を除去する方法や、又、別の方法
として、100〜300℃で熱処理を行うことにより得
た熱硬化樹脂とシリカとの複合体を不活性ガス雰囲気中
500〜2000℃で加熱し熱硬化樹脂を炭化させた
後、空気中400〜1500℃で加熱し該炭化物を除去
する方法がある。
As a method for removing the thermosetting resin, 100
After hardening the thermosetting resin in the composite by performing a heat treatment at ~ 300 ° C, this is cured in air at 400 ~ 1500.
Or a method of removing the thermosetting resin by heating at a temperature of 100 to 300 ° C. Alternatively, a composite of the thermosetting resin and the silica obtained by performing a heat treatment at a temperature of 100 to 300 ° C is heated to 500 to 2000 in an inert gas atmosphere. There is a method of heating at 400C to carbonize the thermosetting resin, followed by heating at 400 to 1500C in air to remove the carbide.

【0018】更に、未硬化の熱硬化性樹脂とシリカの複
合体から、熱硬化性樹脂を溶解させる有機溶剤、例えば
メタノールなどを用いて熱硬化性樹脂を除去した後、溶
媒除去及び熱処理により多孔質シリカゲルを得る方法が
ある。有機溶剤で熱硬化性樹脂を除去する際には、必要
に応じて酢酸、アンモニア等及び/又は水を有機溶媒中
に共存させておいても良い。更に、得られた多孔質シリ
カゲルを100〜1500℃で加熱することにより、比
表面積が大きい多孔質シリカガラスを得ることができ
る。
Furthermore, after removing the thermosetting resin from the uncured composite of the thermosetting resin and silica using an organic solvent for dissolving the thermosetting resin, for example, methanol, etc., the porous material is removed by solvent removal and heat treatment. There is a method for obtaining high quality silica gel. When removing the thermosetting resin with an organic solvent, acetic acid, ammonia or the like and / or water may be allowed to coexist in the organic solvent as necessary. Further, by heating the obtained porous silica gel at 100 to 1500 ° C., a porous silica glass having a large specific surface area can be obtained.

【0019】本発明の製造方法により得られる多孔質シ
リカは、原料、組成、複合体調製条件、熱硬化性樹脂の
除去条件等を変化させることにより、異なった平均細孔
径を持つ多孔質シリカを得ることが可能なほか、更に該
多孔質シリカを塩酸、酢酸、アンモニア等の水溶液中で
洗浄することにより細孔径を制御することができる。
The porous silica obtained by the production method of the present invention can be made into porous silica having different average pore diameters by changing the raw materials, composition, preparation conditions of the composite, removal conditions of the thermosetting resin, and the like. Besides, the pore diameter can be controlled by washing the porous silica in an aqueous solution of hydrochloric acid, acetic acid, ammonia or the like.

【0020】[0020]

【実施例】以下に本発明を実施例及び比較例により、よ
り具体的に説明するが、もとより本発明は、以下に示す
実施例のみに限定されるものではない。
The present invention will be described in more detail with reference to the following examples and comparative examples, but the present invention is not limited to the following examples.

【0021】(実施例1)フェノール樹脂(プライオー
フェンJ−325、大日本インキ化学工業株式会社製、
レゾール型、メタノール溶媒、固形分=60%)100
重量部(樹脂分とし60重量部)に対して、メタノール
50重量部、テトラメトキシシラン(以下、TMOSと
略称する。:東京化成工業社製 特級試薬)180重量
部、水85重量部からなる均質溶液を攪拌しながら滴下
混合し、均質混合溶液を調製した。その後、清浄なポリ
スチレン容器中に流延し、以後25℃にて溶媒をゆっく
りと約1日間、続いて80℃熱風乾燥機中にて10時間
かけキャストした後、ポリスチレン板上から取り出し1
50℃で1時間保持し、フェノール樹脂とシリカとの複
合体を得た。複合体中のシリカの含有率は51重量%で
あった。
Example 1 Phenol resin (Plyofen J-325, manufactured by Dainippon Ink and Chemicals, Inc.)
Resol type, methanol solvent, solid content = 60%) 100
A homogenous mixture consisting of 50 parts by weight of methanol, 180 parts by weight of tetramethoxysilane (hereinafter abbreviated as TMOS: special grade reagent manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) and 85 parts by weight of water with respect to parts by weight (60 parts by weight as resin content). The solution was dropped and mixed with stirring to prepare a homogeneous mixed solution. Thereafter, the mixture was cast into a clean polystyrene container, and then the solvent was slowly cast at 25 ° C. for about 1 day, and then cast in a hot air drier at 80 ° C. for 10 hours.
The mixture was kept at 50 ° C. for 1 hour to obtain a composite of a phenol resin and silica. The content of silica in the composite was 51% by weight.

【0022】得られたフェノール樹脂とシリカとの複合
体を空気中600℃にて3時間加熱することによりフェ
ノール樹脂を除去して多孔質シリカガラスを得た。その
比表面積及び平均細孔径を、湯浅アイオニクス株式会社
製 全自動ガス吸着量測定装置オートソーブ−1−Cを
用いて測定した。比表面積は863m2/g、平均細孔
径は31オングストロームであった。
The resulting composite of phenolic resin and silica was heated in air at 600 ° C. for 3 hours to remove the phenolic resin and obtain a porous silica glass. The specific surface area and the average pore diameter were measured using a fully automatic gas adsorption amount measuring apparatus, Autosorb-1-C, manufactured by Yuasa Ionics Co., Ltd. The specific surface area was 863 m 2 / g, and the average pore diameter was 31 Å.

【0023】(実施例2)実施例1で得られた多孔質シ
リカガラス1gに対し10%アンモニア水溶液10gを
加え、同溶液中で18時間、次いで水中にて1日洗浄
後、120℃で乾燥した。得られた多孔質シリカガラス
の比表面積は386m2/g、平均細孔径は65オング
ストロームであった。
Example 2 10 g of a 10% aqueous ammonia solution was added to 1 g of the porous silica glass obtained in Example 1, washed in the same solution for 18 hours, then in water for 1 day, and dried at 120 ° C. did. The specific surface area of the obtained porous silica glass was 386 m 2 / g, and the average pore diameter was 65 Å.

【0024】(実施例3)実施例1で得られたフェノー
ル樹脂とシリカとの複合体を空気中800℃にて3時間
加熱し多孔質シリカガラスを得た。その比表面積は55
8m2/gであった。
Example 3 The composite of phenolic resin and silica obtained in Example 1 was heated in air at 800 ° C. for 3 hours to obtain a porous silica glass. Its specific surface area is 55
It was 8 m 2 / g.

【0025】(実施例4)実施例1で得られたフェノー
ル樹脂とシリカとの複合体を窒素気流下、赤外線イメー
ジ炉中1050℃にて1時間加熱しフェノール樹脂を炭
化させた。この炭化フェノール樹脂とシリカとの複合体
を空気中600℃にて15時間加熱することにより炭化
物を除去して多孔質シリカガラスを得た。得られた多孔
質シリカガラスの比表面積は585m2/gであった。
Example 4 The composite of phenolic resin and silica obtained in Example 1 was heated at 1050 ° C. for 1 hour in an infrared image furnace under a nitrogen stream to carbonize the phenolic resin. The composite of the carbonized phenolic resin and silica was heated in air at 600 ° C. for 15 hours to remove carbides and obtain porous silica glass. The specific surface area of the obtained porous silica glass was 585 m 2 / g.

【0026】また該炭化フェノール樹脂とシリカとの複
合体を空気中1000℃にて3時間加熱することにより
炭化物を除去して得られた多孔質シリカガラスの比表面
積は313m2/gであった。これは炭化物を経ずに直
接フェノール樹脂とシリカとの複合体を空気中1000
℃にて3時間加熱することによりフェノール樹脂を除去
して得た多孔質シリカガラスの比表面積129m2/g
より大きかった。
The specific surface area of the porous silica glass obtained by removing the carbide by heating the composite of the carbonized phenolic resin and silica at 1000 ° C. for 3 hours in the air was 313 m 2 / g. . This means that a complex of phenolic resin and silica is directly passed through air without passing through carbide.
The specific surface area of the porous silica glass obtained by removing the phenolic resin by heating at 3 ° C. for 3 hours is 129 m 2 / g.
It was bigger.

【0027】(実施例5及び6)フェノール樹脂とシリ
カとの複合体中のシリカの含有率が、実施例5では1重
量%、実施例6では75重量%である以外は、実施例1
と同様な方法にて多孔質シリカガラスを得た。得られた
多孔質シリカガラスの比表面積は、実施例5では529
2/gであり、実施例6では681m2/gあった。
(Examples 5 and 6) Example 1 was repeated except that the content of silica in the composite of phenolic resin and silica was 1% by weight in Example 5 and 75% by weight in Example 6.
A porous silica glass was obtained in the same manner as described above. The specific surface area of the obtained porous silica glass was 529 in Example 5.
m 2 / g, and in Example 6, it was 681 m 2 / g.

【0028】(実施例7)フェノール樹脂(プライオー
フェンJ−325、大日本インキ化学工業株式会社製、
レゾール型、メタノール溶媒、固形分=60%)100
重量部(樹脂分とし60重量部)に対して、メタノール
50重量部、テトラメトキシシラン(東京化成工業社製
特級試薬)180重量部、水85重量部からなる均質
溶液を攪拌しながら滴下混合し、均質混合溶液を調製し
た。その後25℃に保持し均質溶液をゲル化させフェノ
ール樹脂とシリカとの複合体を得た。複合体中のシリカ
の含有率は55重量%であった。この複合体中のフェノ
ール樹脂を大量のメタノール溶液中にて洗浄除去し、1
50℃にて加熱した。得られた多孔質シリカガラスの比
表面積は1000m2/g、平均細孔径は27オングス
トロームであった。
(Example 7) Phenol resin (Plyofen J-325, manufactured by Dainippon Ink and Chemicals, Inc.)
Resol type, methanol solvent, solid content = 60%) 100
A homogeneous solution consisting of 50 parts by weight of methanol, 180 parts by weight of tetramethoxysilane (special grade reagent manufactured by Tokyo Kasei Kogyo Co., Ltd.) and 85 parts by weight of water is mixed dropwise with stirring with respect to parts by weight (60 parts by weight as a resin component). , To prepare a homogeneous mixed solution. Thereafter, the mixture was kept at 25 ° C. to gel the homogeneous solution to obtain a composite of phenol resin and silica. The content of silica in the composite was 55% by weight. The phenolic resin in the complex was removed by washing in a large amount of methanol solution.
Heated at 50 ° C. The specific surface area of the obtained porous silica glass was 1000 m 2 / g, and the average pore diameter was 27 Å.

【0029】(実施例8)実施例7で得られたフェノー
ル樹脂とシリカとの複合体中のフェノール樹脂を大量の
メタノール/水/アンモニア(重量比=20/3/1)
混合溶液中にて洗浄除去し、150℃にて加熱した。得
られた多孔質シリカガラスの比表面積は624m2
g、平均細孔径は66オングストロームであった。
Example 8 A large amount of methanol / water / ammonia (weight ratio = 20/3/1) was prepared by mixing the phenol resin in the composite of phenol resin and silica obtained in Example 7 with a large amount.
It was washed and removed in the mixed solution and heated at 150 ° C. The specific surface area of the obtained porous silica glass is 624 m 2 /
g, the average pore size was 66 Å.

【0030】(実施例9〜11)エポキシ樹脂(ビスフ
ェノール型エポキシ樹脂(大日本インキ化学工業株式会
社製、エピクロン 850))100重量部と脂肪族ア
ミン硬化剤(大日本インキ化学工業株式会社製、B05
3)と20重量部とをTHF50重量部中にて予め26
時間反応させた後、実施例9ではTHF80重量部、メ
タノール20重量部、TMOS210重量部、水100
重量部からなる均質溶液を、実施例10ではTHF80
重量部、メタノール20重量部、TMOSの低縮合物
(三菱化学株式会社製 MS51 分子量500)16
0重量部、水23重量部からなる均質溶液を、実施例1
1ではTHF500重量部、メタノール140重量部、
TEOSの低縮合物(コルコート株式会社製 ES40
分子量745)900重量部、水85重量部からなる
均質溶液を滴下混合し、均質混合溶液を調製した。
(Examples 9 to 11) 100 parts by weight of an epoxy resin (bisphenol type epoxy resin (manufactured by Dainippon Ink and Chemicals, Inc., Epicron 850)) and an aliphatic amine curing agent (manufactured by Dainippon Ink and Chemicals, Inc.) B05
3) and 20 parts by weight were previously added in 50 parts by weight of THF.
After reacting for hours, in Example 9, THF 80 parts by weight, methanol 20 parts by weight, TMOS 210 parts by weight, water 100 parts by weight.
A homogeneous solution consisting of parts by weight was mixed with THF 80 in Example 10.
Parts by weight, 20 parts by weight of methanol, low condensate of TMOS (MS51, molecular weight 500, manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation) 16
Example 1 A homogeneous solution consisting of 0 parts by weight and 23 parts by weight of water was prepared in Example 1.
In No. 1, 500 parts by weight of THF, 140 parts by weight of methanol,
Low condensate of TEOS (ES40 manufactured by Colcoat Co., Ltd.)
A homogenous solution consisting of 900 parts by weight (molecular weight: 745) and 85 parts by weight of water was dropped and mixed to prepare a homogeneous mixed solution.

【0031】その後25℃に保持し均質溶液をゲル化さ
せ、エポキシ樹脂とシリカゲルとの複合体を得た。複合
体中のシリカの含有率は実施例9では39重量%、実施
例10では36重量%、実施例11では62重量%であ
った。得られたエポキシ樹脂とシリカとの複合体を空気
中600℃にて3時間加熱することによりエポキシ樹脂
を除去して得られた多孔質シリカガラスの比表面積及び
平均細孔径は、実施例9では964m2/g、41オン
グストローム、実施例10では956m2/g、45オ
ングストローム、実施例11では772m2/g、42
オングストロームであった。
Thereafter, the mixture was kept at 25 ° C. to gel the homogeneous solution to obtain a composite of an epoxy resin and silica gel. The content of silica in the composite was 39% by weight in Example 9, 36% by weight in Example 10, and 62% by weight in Example 11. The specific surface area and the average pore diameter of the porous silica glass obtained by removing the epoxy resin by heating the composite of the obtained epoxy resin and silica in air at 600 ° C. for 3 hours are as follows. 964 m 2 / g, 41 Å, Example 10 at 956 m 2 / g, 45 Å, Example 11 at 772 m 2 / g, 42
Angstrom.

【0032】(比較例1)メタノール100重量部、T
MOS100重量部、水43重量部からなる均質溶液を
調製し、その後、アルミカップ中に流延し、以後25℃
にて溶媒をゆっくりと約1日間、続いて80℃熱風乾燥
機中にて10時間かけキャストした後、150℃で1時
間保持し、最終的に空気中600℃にて3時間加熱し
た。得られた多孔質シリカガラスの比表面積は147m
2/gであった。
Comparative Example 1 100 parts by weight of methanol, T
A homogeneous solution consisting of 100 parts by weight of MOS and 43 parts by weight of water was prepared, and then cast into an aluminum cup.
The solvent was slowly cast for about 1 day, then in an 80 ° C. hot air drier for 10 hours, kept at 150 ° C. for 1 hour, and finally heated in air at 600 ° C. for 3 hours. The specific surface area of the obtained porous silica glass is 147 m.
2 / g.

【0033】[0033]

【発明の効果】本発明は、触媒、担体、吸着材、充填材
等の使用において有用な、広い比表面積を有する多孔質
シリカの簡便な製造方法を提供することが出来る。
The present invention can provide a simple method for producing porous silica having a large specific surface area, which is useful in the use of catalysts, supports, adsorbents, fillers and the like.

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 フェノール樹脂及び/又はエポキシ樹脂
からなる熱硬化性樹脂又はそれらの溶液中で、シリコン
アルコキシドの加水分解・重縮合を行わせることにより
得られる熱硬化性樹脂とシリカとの複合体から、熱硬化
性樹脂を除去する、多孔質シリカの製造方法。
1. A composite of a thermosetting resin and silica obtained by subjecting a silicon alkoxide to hydrolysis and polycondensation in a thermosetting resin comprising a phenol resin and / or an epoxy resin or a solution thereof. For producing a porous silica, wherein a thermosetting resin is removed from the product.
【請求項2】 熱硬化性樹脂とシリカとの複合体からの
熱硬化性樹脂の除去が、空気中での400℃〜1500
℃の加熱により行われることを特徴とする請求項1に記
載の多孔質シリカの製造方法。
2. The method according to claim 1, wherein the removal of the thermosetting resin from the composite of the thermosetting resin and silica is performed at 400 ° C. to 1500 ° C. in air.
The method for producing porous silica according to claim 1, wherein the method is performed by heating at a temperature of ° C.
【請求項3】 熱硬化性樹脂とシリカとの複合体からの
熱硬化性樹脂の除去が、不活性ガス雰囲気中で500℃
〜2000℃の加熱により熱硬化性樹脂を炭化後、更に
空気中での400℃〜1500℃に加熱により該炭化物
を除去することにより行われることを特徴とする請求項
1に記載の多孔質シリカの製造方法。
3. Removal of the thermosetting resin from the composite of the thermosetting resin and silica is performed at 500 ° C. in an inert gas atmosphere.
The porous silica according to claim 1, wherein the carbonization is performed by heating the thermosetting resin to a temperature of from 2000 to 2000C, and then removing the carbide by heating to 400C to 1500C in the air. Manufacturing method.
【請求項4】 熱硬化性樹脂とシリカとの複合体からの
熱硬化性樹脂の除去が、熱硬化性樹脂を溶剤で洗浄除去
した後、更に100℃〜1500℃に加熱することを特
徴とする請求項1に記載の多孔質シリカの製造方法。
4. The method of removing a thermosetting resin from a composite of a thermosetting resin and silica, wherein the thermosetting resin is washed and removed with a solvent, and further heated to 100 ° C. to 1500 ° C. The method for producing porous silica according to claim 1.
【請求項5】 熱硬化性樹脂とシリカとの複合体の、シ
リカ/(シリカ+熱硬化性樹脂)の重量比が0.1〜
0.9の範囲であることを特徴とする請求項1〜4のい
ずれか一つに記載の多孔質シリカの製造方法。
5. A weight ratio of silica / (silica + thermosetting resin) of the composite of thermosetting resin and silica of 0.1 to 0.1.
The method for producing porous silica according to any one of claims 1 to 4, wherein the range is 0.9.
【請求項6】 得られる多孔質シリカの比表面積が、3
00〜1200m2/gであることを特徴とする請求項
1〜5のいずれか一つに記載の多孔質シリカの製造方
法。
6. The obtained porous silica has a specific surface area of 3
Method for producing a porous silica according to any one of claims 1 to 5, characterized in that 00~1200m is 2 / g.
JP28040897A 1997-10-14 1997-10-14 Production of porous silica Pending JPH11116231A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4870074B2 (en) * 2004-06-23 2012-02-08 アーケマ・インコーポレイテッド Stain resistant paint
JP2012201873A (en) * 2011-03-28 2012-10-22 Lintec Corp Film for forming protective film and sheet for forming chip protective film

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