專利名稱：大孔微球硅膠及制備方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及屬于無機硅化工技術(shù)領域，特別是涉及一種高分子聚合反 應的催化劑及催化劑載體和快速分離提純中草藥及生物大分子的大孔微球 硅膠及制造方法。
背景技術(shù)：
硅膠具有疏松多孔的結(jié)構(gòu)，在工業(yè)生產(chǎn)、日常生活等領域具有廣泛的 應用。在化學工程領域，硅膠可以用作催化劑的栽體。對于載體而言，影 響其性能的關鍵因素是微粒的孔容、孔徑和比表面積。對于高分子聚合反 應而言其分子較大，因此反應時所需催化劑載體的孔徑較大，否則易形成 結(jié)焦現(xiàn)象。在生物大分子的分離純化領域，國內(nèi)常用的微球硅膠其孔徑一
般為8-10nm,用于分離提純時，由于孔徑太小大分子進不去達不到良好的 分離效果，所以此類微球硅膠僅能用于分子量較小的物質(zhì)的分離，而不能 很好的完成分子量較大物質(zhì)的分離。為了解決上述問題，更好的滿足當前 的需要，制備大孔微球硅膠是必要的。
中國專利CN1896000公開了一種大孔硅膠的制造方法，其由硅酸鈉溶 液與稀硫酸經(jīng)逐級反應并經(jīng)該造粒裝置噴射而縮聚生成凝膠粒，該凝膠粒 再經(jīng)酸泡、水洗、老化、二次酸泡、干燥的處理，得到大孔球形硅膠產(chǎn) 品。其中干燥工藝是將二次酸泡處理的該凝膠粒撈出，經(jīng)烘干設備在 500-950。C下烘干處理，此法制得的大孔硅膠平均孔徑在10-45nm,比表 面積200 — 550mVg，孔容1. 00 - 2. 20ml/g。
中國專利CN 1363514公開了一種大孔硅膠制造方法，它是由硅酸鈉溶 液與稀硫酸在反應器中生成正硅酸，按傳統(tǒng)的制膠工藝，經(jīng)靜置凝固-破 碎造?！础獕A泡處理—蒸汽處理—浸鹽處理，再經(jīng)傳統(tǒng)的烘干工藝處
理，制得大孔硅膠的物化性能為平均孔徑在10-60nm,比表面積250 -350 mVg,孔容1. 00 - 2. 00ml/g。這兩種方法制得的大孔硅膠粒徑較大， 使用時需經(jīng)過粉碎加工，在用于流動床做催化劑載體時，硅膠間相互摩擦 力較大影響流動相的流速，從而降低了分離效率；在催化過程中還容易引 起深度氧化，降低目標產(chǎn)物的收率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了 一種大孔微球硅膠及制備方法，它可以解決現(xiàn)有技術(shù)存 在的降低了分離效率，在催化過程中還容易引起深度氧化，降低目標產(chǎn)物 的收率等問題。并具有原料價格低廉，工序簡單易操作，使大孔微球硅膠 的生產(chǎn)成本大大降低等特點，尤其適用于生物大分子及中草藥的分離提純。
為了達到解決上述技術(shù)問題的目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是， 一種大孔 微球硅膠，其特征在于所述大孔微球硅膠的平均孔徑在10 - 60nm，比表面 積100 - 400mVg，孔容1. 00 - 1. 60mi/g，粒徑在50-900 p m之間。
一種制造上述大孔微球硅膠的方法，所述方法如下利用酸堿中和制 得濕微球，凝膠老化后用濃度為0. 5-30%的無機鹽浸泡，再用濃度為 0. 03-10°/。的酸液酸泡后水洗，除去膠中鹽類物質(zhì)；水洗烘干后的硅膠再在 400-1000。C的高溫條件下進行表面處理，以降低表面極性，即得到所述大 孔微球硅膠。
采用一定濃度的硅酸鈉溶液與稀硫酸在混旋式造粒裝置中，進行逐級 反應并經(jīng)該造粒裝置的噴嘴噴射至空氣中，進而縮聚生成凝膠粒，所用硅 酸鈉溶液的濃度15-30%,稀石克酸濃度10-40%，制月交壓力0. 2-0. 4MPa。
采用無機鹽浸泡進行孔結(jié)構(gòu)處理，所選用的無機鹽可以是單鹽也可以
是復鹽，例如是碳酸鈉、碳酸氫鈉、硝酸鉀或氫氧化鈉中的至少一種。
選用無機鹽的濃度為0. 5-30°/。的碳酸鈉、碳酸氫鈉、硝酸鉀、氫氧化 鈉溶液的一種或幾種溶液的混合溶液，浸泡8-24小時，確保溶液或混合溶 液在石圭月交內(nèi)部分布均勻。
本發(fā)明對本產(chǎn)品的孔結(jié)構(gòu)調(diào)整過程中，不存在有害氣體的揮發(fā)，不會 對工作環(huán)境和大氣環(huán)境造成污染，更符合當前環(huán)保的要求。
本發(fā)明原料價格低廉，工序簡單易操作，使大孔微球硅膠的生產(chǎn)成本 大大降低。
應中用作催化劑或催化劑載體等，尤其適用于生物大分子及中草藥的分離 提純。
本發(fā)明并具有原料價格低廉，工序簡單易操作，使大孔微球硅膠的生 產(chǎn)成本大大降低等特點，尤其適用于生物大分子及中草藥的分離提純。
具體實施方式
實施例1
濃度為26°/。的硅酸鈉溶液與濃度為30°/。的稀硫酸在混旋式造粒裝置中， 進行逐級反應并經(jīng)該造粒裝置的噴嘴噴射至空氣中，進而縮聚生成凝膠粒， 經(jīng)1-12小時的老化后，用濃度為1.0%的碳酸鈉、碳酸氫鈉、硝酸鉀、氫 氧化鈉中的任意一種鹽溶液浸泡10小時，用濃度為5%的酸溶液酸泡后水 洗烘干，再用700。C的高溫進行表面處理，即得本發(fā)明的大孔微球硅膠。 測試結(jié)果為大孔微球硅膠測的結(jié)果為孔容1. 32mL/g,比表面積218mVg， 孑L徑24. 2nm。
實施例2
制膠條件及后處理同實例1完全相同，^旦無機鹽浸泡過程中采用濃度
為1. 0°/。的碳酸鈉、碳酸氫鈉、硝酸鉀、氫氧化鈉中的任意兩種混合鹽浸泡。 孔容1.34mL/g，比表面積190m2/g，孔徑28. 2nm。 實施例3
用濃度為28%的硅酸鈉溶液與濃度為32%的稀硫酸制膠，而后處理過程 同實例1完全相同，但無機鹽浸泡過程中采用濃度為1. 0°/。的碳酸鈉、碳酸 氫鈉、硝酸鉀、氫氧化鈉中的任意三種混合鹽溶液浸泡。大孔微球硅膠測 的結(jié)果為孔容1. 50mL/g,比表面積132mVg,孔徑45. 4nm。
實施例4
制膠條件及后處理同實例3完全相同，但無機鹽浸泡過程中采用濃度 為2. 0%的碳酸鈉、碳酸氫鈉、硝酸鉀、氫氧化鈉溶液的混合鹽溶液浸泡。 大孔樣i5求硅膠測的結(jié)果為孔容1. 34mL/g,比表面積190mVg，孔徑34. lnm。
實施例5
制膠條件及后處理同實例3完全相同，但無機鹽浸泡過程中采用濃度 為3. 0°/。的碳酸鈉、 >碳酸氫鈉、硝酸鉀、氫氧化鈉溶液的混合鹽溶液浸泡。 大孔微球硅膠測的結(jié)果為孔容1. 32mL/g，比表面積134mVg,孔徑39. 3nm。
對比實例1
制膠條件及后處理同實例1完全相同，但是不采用鹽溶液浸泡，直接 進入酸泡水洗等后處理工序。所制得的微球硅膠的結(jié)果檢測結(jié)果為孔容 0. 98mL/g，比表面積445mVg,孑L徑8. 8nm。
在上述實施例中，大孔孩O求石圭的粒徑在50-900 ji m之間。 以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非是對本發(fā)明作其它形 式的限制，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員可能利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容加以 變更或改型為等同變化的等效實施例。但是凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案內(nèi) 容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化 與改型，仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護范圍。
權(quán)利要求
1.一種大孔微球硅膠，其特征在于所述大孔微球硅膠的平均孔徑在10-60nm，比表面積100-400m2/g，孔容1.00-1.60ml/g，粒徑在50-900μm之間。
2. —種制造權(quán)利要求1所述大孔微球硅膠的方法，其特征在于， 所述方法如下利用酸堿中和制得濕微球，凝膠老化后用濃度為0. 5-30%的無機鹽浸泡，再用濃度為0. 03-10%的酸液酸泡后水洗，除去膠 中鹽類物質(zhì)；水洗烘干后的硅膠再在400-1000℃的高溫條件下進行表面處 理，以降低表面極性，即得到所述大孔微球硅膠。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于釆用一定濃度的硅酸鈉溶 液與稀硫酸在混旋式造粒裝置中，進行逐級反應并經(jīng)該造粒裝置的噴嘴噴 射至空氣中，進而縮聚生成凝膠粒，所用硅酸鈉溶液的濃度15-30%,稀疏 酸濃度10-40%,制月交壓力0. 2-0. 4MPa。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于采用無機鹽浸泡進行孔結(jié) 構(gòu)處理，所選用的無機鹽可以是單鹽也可以是復鹽，例如是碳酸鈉、石友酸 氬鈉、硝酸鉀或氫氧化鈉中的至少一種。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于選用無機鹽的濃度為 0. 5-30%的碳酸鈉、碳酸氬鈉、硝酸鉀、氬氧化鈉溶液的一種或幾種溶液的 混合溶液，浸泡8-24小時，確保溶液或混合溶液在珪月交內(nèi)部分布均勾。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種大孔微球硅膠及制備方法，它可以解決現(xiàn)有技術(shù)存在的降低了分離效率，在催化過程中還容易引起深度氧化，降低目標產(chǎn)物的收率等問題。本發(fā)明的技術(shù)方案是，所述大孔微球硅膠的平均孔徑在10-60nm，比表面積100-400m²/g，孔容1.00-1.60ml/g，粒徑在50-900μm之間。本發(fā)明具有原料價格低廉，工序簡單易操作，使大孔微球硅膠的生產(chǎn)成本大大降低等特點，尤其適用于生物大分子及中草藥的分離提純。
文檔編號C01B33/14GK101205066SQ20071011604
公開日2008年6月25日 申請日期2007年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月17日
發(fā)明者李永兆 申請人:李永兆