PL232037B1 - Method for surface functionalization of porous monoliths, preferably silicon dioxide monoliths - Google Patents

Method for surface functionalization of porous monoliths, preferably silicon dioxide monoliths

Info

Publication number
PL232037B1
PL232037B1 PL407124A PL40712414A PL232037B1 PL 232037 B1 PL232037 B1 PL 232037B1 PL 407124 A PL407124 A PL 407124A PL 40712414 A PL40712414 A PL 40712414A PL 232037 B1 PL232037 B1 PL 232037B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
monoliths
porous
silicon dioxide
partition
preferably silicon
Prior art date
Application number
PL407124A
Other languages
Polish (pl)
Other versions
PL407124A1 (en
Inventor
Katarzyna Szymańska
Andrzej Jarzębski
Original Assignee
Politechnika Slaska
Politechnika Slaska Im Wincent
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Politechnika Slaska, Politechnika Slaska Im Wincent filed Critical Politechnika Slaska
Priority to PL407124A priority Critical patent/PL232037B1/en
Publication of PL407124A1 publication Critical patent/PL407124A1/en
Publication of PL232037B1 publication Critical patent/PL232037B1/en

Links

Landscapes

  • Silicon Compounds (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)

Description

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem wynalazku jest sposób funkcjonalizacji powierzchni monolitów porowatych zwłaszcza krzemionkowych.The subject of the invention is a method of functionalisation of the surface of porous monoliths, especially of silica.

Znane są sposoby funkcjonalizacji powierzchni proszkowych, porowatych nośników krzemionkowych różnymi grupami aktywnymi. Do najczęściej stosowanych należy metoda kokonde nsacji, która jednak wpływa niekorzystnie na uporządkowanie porowatej struktury nośnika [A. Sayari, S. Hamoundi, Chem. Mater.,13 (2001) 3151] lub posyntezowego wprowadzania grup funkcyjnych w warunkach mieszania magnetycznego bądź mechanicznego, niejednokrotnie w temperaturze wrzenia rozpuszczalnika [K. Szymańska, J. Bryjak, A.B. Jarzębski, Top. Catal., 52(8) (2009) 1030; A.B. Jarzębski, K. Szymańska, J. Bryjak, J. Mrowiec-Białoń, Catal. Today, 124 (2007) 2]. W przypadku posyntezowej modyfikacji monolitów, powstaje problem efektywnego mieszania układu reakcyjnego bez narażenia monolitu na uszkodzenie przez wirujące mieszadło.There are known methods of functionalization of powder surfaces, porous silica supports with various active groups. The most frequently used method is the cocondation method, which, however, adversely affects the arrangement of the porous structure of the support [A. Sayari, S. Hamoundi, Chem. Mater., 13 (2001) 3151] or post-synthesis introduction of functional groups under conditions of magnetic or mechanical stirring, often at the boiling point of the solvent [K. Szymańska, J. Bryjak, A.B. Jarzębski, Top. Catal., 52 (8) (2009) 1030; A.B. Jarzębski, K. Szymańska, J. Bryjak, J. Mrowiec-Białoń, Catal. Today, 124 (2007) 2]. In the case of post-synthesis modification of monoliths, the problem arises of efficient mixing of the reaction system without exposing the monolith to damage by the rotating stirrer.

Stwierdzono nieoczekiwanie, że bardzo dobre efekty daje oddzielenie mieszadła magnetycznego lub mechanicznego od monolitycznego nośnika perforowaną przegrodą, która zabezpiecza monolit przed niszczącym wpływem mieszadła, nie ograniczając przy tym intensywności wnikania substancji aktywującej do jego wnętrza.Surprisingly, it has been found that very good effects are obtained when the magnetic or mechanical stirrer is separated from the monolithic support by a perforated partition, which protects the monolith against the damaging effects of the stirrer, without limiting the intensity of the penetration of the activating substance inside it.

Sposób według wynalazku polega na tym, że strefę intensywnego mieszania rozdziela się perforowaną przegrodą na strefę pod przegrodą, w której znajduje się mieszadło i strefę nad przegrodą, w której znajdują się monolity.The method according to the invention consists in dividing the intensive mixing zone with a perforated partition into a zone under the partition in which there is a stirrer and a zone above the partition in which there are monoliths.

Sfunkcjonalizowane, cylindryczne monolity krzemionkowe o średnicy od 2 do 15 mm i długości od 20 do 200 mm, charakteryzujące się bimodalną strukturą porowatą, wykorzystuje się je jako nośniki do unieruchamiania enzymów, stosowanych jako biokatalizatory przeznaczone do pracy w środowiskach wodnych i niewodnych [K. Szymańska, W. Pudło, J. Mrowiec-Białoń, A. Czardybon, J. Kocurek, A.B Jarzębski, Micropor. Mesopor. Materials, 170 (2013) 75]. Funkcjonalizację korzystnie jest prowadzić z wykorzystaniem perforowanej przegrody, przy czym mieszadło umieszcza się pod przegrodą a monolity nad przegrodą lub bezpośrednio na przegrodzie.Functionalized, cylindrical silica monoliths with a diameter of 2 to 15 mm and a length of 20 to 200 mm, characterized by a bimodal porous structure, are used as carriers for immobilizing enzymes, used as biocatalysts intended for operation in aqueous and non-aqueous environments [K. Szymańska, W. Pudło, J. Mrowiec-Białoń, A. Czardybon, J. Kocurek, A.B Jarzębski, Micropor. Mesopore. Materials, 170 (2013) 75]. The functionalization is preferably carried out by means of a perforated partition, the stirrer being placed under the partition and the monoliths above the partition or directly on the partition.

Wynalazek umożliwia intensywne wnikanie substancji aktywującej do wnętrza porowatego monolitu z zachowaniem jego struktury i kształtu, co jest bardzo istotne w przypadku ich późniejszych zastosowań. Tak więc wynalazek umożliwia technologicznie prosty i efektywny sposób otrzymywania sfunkcjonalizowanych monolitycznych porowatych nośników krzemionkowych.The invention enables an intensive penetration of the activating substance into the porous monolith while maintaining its structure and shape, which is very important in the case of their subsequent applications. Thus, the invention enables a technologically simple and efficient method to obtain functionalized monolithic porous silica supports.

P r z y k ł a d 1P r z k ł a d 1

Krzemionki o multimodalnej str ukturze porów (MH) otrzymano metodą zol-żelową z wykorzystaniem zjawiska separacji fazowej. Funkcjonalizację powierzchni przeprowadzono w toluenie w temperaturze 80°C. W szklanym reaktorze ze szlifem umieszczono mieszadełko magnetyczne, nad którym zamontowano perforowaną przegrodę o otworach 1 mm x 1 mm, na którą położono monolity. Do reaktora wprowadzono czynnik funkcjonalizujący (aminopropyltrietoksysilan) w 100 mL toluenu. Następnie podłączono chłodnicę zwrotną i umieszczono reaktor w łaźni olejowej, celem termostatowania. Proces prowadzono 24 h z ciągłym mieszaniem zapewniającym jednorodne stężenie grup funkcyjnych w całej objętości aparatu, po czym monolity wyjęto, przemyto etanolem i wysuszono.Silicas with multimodal pore structure (MH) were obtained by the sol-gel method with the use of phase separation phenomenon. The surface functionalization was performed in toluene at 80 ° C. A magnetic stirrer was placed in the ground glass reactor, over which a perforated partition with holes 1 mm x 1 mm was mounted, on which the monoliths were placed. The functionalizing agent (aminopropyltriethoxysilane) in 100 mL of toluene was introduced into the reactor. Then a reflux condenser was connected and the reactor was placed in an oil bath for thermostating. The process was carried out for 24 h with continuous stirring ensuring a homogeneous concentration of functional groups in the entire volume of the apparatus, after which the monoliths were removed, washed with ethanol and dried.

P r z y k ł a d 2P r z k ł a d 2

Krzemionki o multimodalnej strukturze porów (MH) otrzymano metodą zol-żelową z wykorzystaniem zjawiska separacji fazowej. Jony Ni wprowadzono na ich powierzchnię w trzech etapach.Silicas with a multimodal pore structure (MH) were obtained by the sol-gel method with the use of phase separation. Ni ions were introduced to their surface in three stages.

W szklanym reaktorze ze szlifem umieszczono mieszadełko magnetyczne, nad którym zamontowano perforowaną przegrodę o otworach 1 mm x 1 mm, na którą położono monolity. Do reaktora wprowadzono czynnik funkcjonalizujący (3-jodopropyl trimethoksysilan) w 100 mL toluenu. Następnie podłączono chłodnicę zwrotną i umieszczono reaktor w łaźni olejowej, celem termo statowania (110°C). Proces prowadzono 12 h w atmosferze gazu obojętnego z ciągłym mieszaniem, zapewniającym jednorodne stężenie grup funkcyjnych, po czym monolity wyjęto, przemyto acetonitrylem. W drugim etapie do tego samego reaktora wprowadzono roztwór 1,4,8,11 -tetraazacyklotetradecan w acetonitrylu po czym umieszczono w nim monolity, podłączono chłodnicę zwrotna i umieszczono reaktor w łaźni olejowej, celem termostatowania (90°C). Proces prowadzono 36 h zapewniając mieszanie, po czym monolity wyjęto, przemyto wodą destylowaną. W trakcie trzeciego etapu do tego samego reaktora wprowadzono wodny roztwór NiCl 2. Następnie podłączono chłodnicę zwrotną i umieszczono reaktor w łaźni olejowej, celem termostatowania (100°C).A magnetic stirrer was placed in the ground glass reactor, over which a perforated partition with holes 1 mm x 1 mm was mounted, on which the monoliths were placed. The functionalizing agent (3-iodopropyl trimethoxysilane) in 100 mL of toluene was introduced into the reactor. Then a reflux condenser was connected and the reactor was placed in an oil bath for thermostat (110 ° C). The process was carried out for 12 h under an inert gas atmosphere with constant stirring, ensuring a homogeneous concentration of functional groups, then the monoliths were removed and washed with acetonitrile. In the second stage, a solution of 1,4,8,11-tetraazacyclotetradecan in acetonitrile was introduced into the same reactor, then the monoliths were placed in it, a reflux condenser was connected and the reactor was placed in an oil bath for thermostating (90 ° C). The process was carried out for 36 h with agitation, then the monoliths were removed and washed with distilled water. In the third step, an aqueous NiCl 2 solution was introduced into the same reactor. Then a reflux condenser was connected and the reactor was placed in an oil bath for thermostating (100 ° C).

PL 232 037 B1PL 232 037 B1

Proces prowadzono 3 h z ciągłym mieszaniem, po czym monolity wyjęto, przemyto wodą destylowaną i wysuszono. Po wprowadzeniu niklu monolity zmieniły barwę z białej na żółto-pomarańczową, przy czym intensywność barwy była identyczna w całej objętości monolitu.The process was carried out for 3 h with continuous stirring, then the monoliths were taken out, washed with distilled water and dried. After nickel was introduced, the monoliths turned from white to yellow-orange, with the intensity of the color being identical throughout the monolith volume.

Claims (1)

Zastrzeżenie patentowePatent claim 1. Sposób funkcjonalizacji powierzchni monolitów porowatych w warunkach intensywnego mieszania, znamienny tym, że strefę intensywnego mieszania rozdziela się perforowaną przegrodą na strefę pod przegrodą, w której znajduje się mieszadło i strefę nad przegrodą, w której znajdują się monolity.A method of functionalisation of the surface of porous monoliths under intensive mixing conditions, characterized in that the intensive mixing zone is divided by a perforated partition into a zone under the partition in which there is a stirrer and a zone above the partition in which the monoliths are located.
PL407124A 2014-02-10 2014-02-10 Method for surface functionalization of porous monoliths, preferably silicon dioxide monoliths PL232037B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL407124A PL232037B1 (en) 2014-02-10 2014-02-10 Method for surface functionalization of porous monoliths, preferably silicon dioxide monoliths

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL407124A PL232037B1 (en) 2014-02-10 2014-02-10 Method for surface functionalization of porous monoliths, preferably silicon dioxide monoliths

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL407124A1 PL407124A1 (en) 2015-08-17
PL232037B1 true PL232037B1 (en) 2019-05-31

Family

ID=53786656

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL407124A PL232037B1 (en) 2014-02-10 2014-02-10 Method for surface functionalization of porous monoliths, preferably silicon dioxide monoliths

Country Status (1)

Country Link
PL (1) PL232037B1 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
PL407124A1 (en) 2015-08-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2012142717A (en) METHOD FOR PRODUCING MATERIALS WITH SUPERPARAMAGNETIC PROPERTIES
CN103933929B (en) A kind of mesopore silicon oxide adsorbent adsorbing hydrophobic organic compound and its preparation method and application
JP2011078969A5 (en)
EP1391507A4 (en) Apparatus for purifying nucleic acid and method of purifying nucleic acid
JP2013172736A5 (en)
CN103303931B (en) A kind of large scale amination SiO2the preparation method and application of large pore material
GB2477602A8 (en) Method of coating a monolith substrate with catalyst component
ATE499984T1 (en) DEVICE FOR DETERMINING AN ANALYTE IN A LIQUID AND METHOD
Zhao et al. Efficient synthesis of camptothecin propargylamine derivatives in water catalyzed by macroporous adsorption resin-supported gold nanoparticles
CN111196876A (en) Synthetic method and application of Co-based MOF material with nucleic acid screening function and adjustable pore diameter
CN110124616A (en) A kind of modification biological charcoal and its method of modifying and application
CN104231303B (en) Preparation method and applications of molecular imprinting composite membrane
CN105771935B (en) One kind being used for adsorbed water body 2, porous polyimide/carbon nano tube compound material of 4- chlorophenesic acid
CN106145132A (en) A kind of method utilizing attapulgite to prepare ordered mesoporous material Al MCM 41
PL232037B1 (en) Method for surface functionalization of porous monoliths, preferably silicon dioxide monoliths
RU2017104404A (en) COMPLEX IONIC LIQUID-SOLVENT, ITS PREPARATION AND APPLICATIONS
CN210385920U (en) Electric heating constant-temperature water bath kettle for medicine inspection
CN103877952A (en) Similar soft sweet type polysiloxane adsorption material as well as preparation and application of surface modified sponge
González et al. Current trends in sample preparation for the determination of primary aromatic amines in environmental samples
Oliverio et al. Microwave-assisted grafting to MCM-41 silica and its application as catalyst in flow chemistry
CN103041886A (en) Water bath constant temperature shaker capable of detecting the temperature of water
CN103007772B (en) A kind of doughnut membrane preparation method for Organochlorine Pesticide Residues detection
RU2529233C1 (en) Method of producing modified activated carbon
CN107365759A (en) A kind of high stable multi-stage porous Zr MOF immobilized enzyme reactors and its application
CN106467320B (en) The application of functional mesoporous material