專利名稱：：合成腐蝕性硅膠制造方法及由此制成的凝膠的制作方法
技術領域：
：本發(fā)明總的來說涉及一種新的硅膠材料和一種制造其的新方法。該方法本身需要反應物在一鍋法處理中混合在一起，使得老化所需的時間被減少而無需危及實現(xiàn)孔徑大小生產(chǎn)的能力。以這種方式，反應的pH推動孔徑大小發(fā)展，從而允許源于時間上減少的昂貴清潔/過濾步驟而所跟隨的更加有效的處理(如果不完全的話)。此外，在一個實施例中，所得到的凝膠材料顯示出特定的孔徑大小最小化，同時顯示出迄今為止沒有得到的柔軟度。如此，不僅該新方法在硅膠制造方面更加有效，而且所得到的材料也是新穎的。如此制成的凝膠材料可以被用在各種不同的最終使用中，諸如食用油過濾、軟皮清潔劑、牙科磨料等。新凝膠材料的制造和使用方法及該材料本身(尤其是腐蝕性和合成凝膠)由此包括在本發(fā)明中。
背景技術：
：硅膠已經(jīng)制造了許多年并被用在許多的不同應用中，從對于濃縮器等的研磨劑到干燥劑。用于硅膠制造的典型制造處理涉及小心地通過小直徑管將酸和水玻璃溶液送到大圓柱形容器中。凝膠幾乎瞬間形成，因此其需要以這種方式進行饋送以允許所得到的高度膠粘的凝膠產(chǎn)物形成于圓柱底部并填滿整個結構而不阻塞饋送系統(tǒng)本身。一旦完成凝膠形成，就使圓柱體翻轉向下并觸發(fā)活塞以迫使凝膠(大圓柱形半固體形式)從圓柱體中出來，并通過一系列不同尺寸的網(wǎng)篩以將大塊凝膠"切割"成分立的立方體(或塊)狀。然后，所得到的小凝膠立方塊被氨化并經(jīng)受充足時間的加熱，從而提供期望的孔徑大小等級并同時進行加固。然后，可將干燥的微粒磨成期望的大小。在Aboutboul等人的美國專利第3，794，712和3，819，811號以及Groth等人的美國專利第4，148，864號中公開了涉及上述相同的大體瞬時凝膠制造的標準硅膠制造方法。更具體地，含水的硅膠是堿金屬硅酸鹽與無機酸的標準反應的產(chǎn)物。硫酸是最常用的酸，盡管也可以使用諸如鹽酸、硝酸或磷酸的其他無機酸?？梢詫⒐杷徕c或硅酸鉀用作堿金屬硅酸鹽，優(yōu)選硅酸鈉。將酸添加到堿金屬硅酸鹽溶液中直到達到小于約5的pH，約3至4.5的pH是最常見的。堿金屬硅酸鹽溶液可以在該添加期間被混合。所得到的產(chǎn)物是包括液相的固態(tài)硅石。即，硅在其孔隙中充分包括水。為此，固相包含液相，這些硅材料被稱為硅水凝膠，干燥的硅石被稱為硅膠。干燥的模式將確定硅膠是二氧化硅氣凝膠還是二氧化硅干凝膠。合成之后的這種硅水凝膠具有以重量計約為50%至85%含量的水。傳統(tǒng)地，在制造這些硅水凝膠的過程中，堿金屬硅酸鹽具有以重量計約為6%至30%濃度的Si02。使用酸的理想配比過剩，從而達到3至4.5的低優(yōu)選pH。在形成硅水凝膠之后，用氨水進行清洗以除去過量的鹽，然后干燥特定時間段(通過任意標準方式，諸如烘爐干燥、噴霧干燥、氣流干燥等)以在其中實現(xiàn)孔徑大小和孔體積。由于在典型的凝膠制造設備內完成的瞬時凝膠形成，所以不存在將額外的腐蝕劑引入典型凝膠反應處理的可能性。如果進行這種添加，則無機酸反應物將被中和，并且會發(fā)生不可預計的凝膠形成。傳統(tǒng)地，在凝膠形成之后，將圓柱塊切成多個凝膠單元，使得凝膠單元一旦暴露給腐蝕性材料時就被修改為可預計的程度。因此，以前不存在凝膠形成步驟期間修改的教導。如同其他硅石產(chǎn)物，特定孔徑大小和微粒大小的生成是硅膠材料制造的常見目標?？梢云谕z具有根據(jù)所采用的制造方法的任何物理特性，具體地，由于其屬于前述傳統(tǒng)的凝膠制造方法，所以特性溫度下老化時間較長就會引起特定級別的孔徑大小和孔體積的結果。通常，以下的前述典型凝膠制造過程使得在較長的時間段內進行大量的加熱，以實現(xiàn)期望的孔徑大小。如此，已經(jīng)實施了多年的方法被證明是效率低下且成本較高。類似地，如上面的描述所指示的，這種凝膠制造所需的機器和設備實質上復雜并且笨重，更不用說潛在的機械難度。因此，對于硅膠制造商來說，期望開發(fā)利用典型硅石制造裝置的比較簡單的制造方法。此外，由于對于凝膠形成方法來說迄今為止不存在腐蝕性添加，所以在現(xiàn)有技術中還沒有公開將會給予金屬物質的任何腐蝕性材料引入到凝膠表面以形成合成凝膠。由此在硅膠產(chǎn)業(yè)中將期望增強這種合成形成的方法(諸如具有期望的堿土金屬物質)。此外，迄今為止，沒有提出有效且可靠的處理。
發(fā)明內容因此，這種新處理的一個優(yōu)點在于通過不需要形成低固體含量的半固體凝膠的第一步驟但實際上以液相形式進行生產(chǎn)凝膠材料的第一步驟的處理來生產(chǎn)硅膠材料。這種新處理的另一個優(yōu)點在于提供適當固體材料所需的老化時間大大短于典型硅膠生產(chǎn)方法的老化時間以及避免引入氨溶劑。這種新處理的再一個優(yōu)點在于最終的硅膠材料顯示出與先前要求長老化時間(代替通過pH修改)類似的孔徑大小。本發(fā)明的附加優(yōu)點在于對于這種處理步驟相對容易地利用較少量的所需水進行脫鹽，由此提供了更加有效的方法，這是因為與傳統(tǒng)的硅膠生產(chǎn)過程相比較少的清洗和過濾以及較短的老化時間。本發(fā)明的再一優(yōu)點在于這種處理提供了一種新的具有大孔徑大小的軟凝膠材料，在其制造期間引入了適當?shù)母遬H腐蝕性物質。本發(fā)明的又一優(yōu)點在于容易地根據(jù)與在凝膠生產(chǎn)期間所得到的凝膠進行反應的基礎成分生產(chǎn)(以類似的有效方式)可靠的合成凝膠。因此，本發(fā)明包括了生產(chǎn)硅膠材料的方法，其包括以下順序的處理步驟a)首先通過將堿金屬硅酸鹽添加到無機酸中來生產(chǎn)硅酸溶膠，其中，反應發(fā)生在1.5與4.0之間的目標pH等級；b)使所述硅酸溶膠在熱水介質中進行淬火，以將所述溶膠固化為聚多硅酸凝膠；c)在鹽水中老化在步驟"b"中得到的凝膠；d)清洗步驟"c"中的老化凝膠以除去多余的鹽；以及e)干燥步驟"d"中清洗的凝膠以形成干硅膠。本發(fā)明還包括了一種硅膠材料，其在最多42A的平均微粒大小顯示出最多為3的塑膠磨耗值，并且進一步顯示出至少20A的平均孔徑大小。還包括了具有這種新硅膠材料的過濾介質和/或清潔合成物。此外，在本發(fā)明中還包括了大于7.0的pH的腐蝕性凝膠以及堿土金屬的合成硅膠。本發(fā)明的詳細描述術語"溶膠"指的是包括在水介質中的細硅石微粒的任何懸浮液。術語"凝膠"指的是包括以濕或干形式通過硅石微粒形成的三維網(wǎng)絡。術語"合成凝膠"指的是包括除硅酸鈉和硫酸的反應產(chǎn)物之外還包含有至少存在于其表面的附加物質的硅膠。術語"熱水介質"指的是包括存在于約65至約IO(TC溫度下的水溶劑。本文所提出的所有美國專利結合與此作為參考。因此，意外地，已經(jīng)確定可以在非典型的硅膠制造裝置中(例如作為一個實例，在主要用于沉淀的硅石材料生產(chǎn)的裝置中)通過進行以下順序步驟的處理(僅用于硅膠)生產(chǎn)酸性或腐蝕性硅膠材料(還已知為聚多硅酸凝膠)以及堿土金屬硅膠合成物(1)在反應器中制造聚多硅酸，(2)使用在后續(xù)容器中的溫度和pH控制將聚多硅酸溶液固化為凝膠形式，(3)在鹽水中老化凝膠，(4)用壓濾機清洗凝膠以除去多余且游離的鹽，以及(5)通過烘爐干燥器或氣流干燥器來干燥壓濾餅。在這種處理中，對于步驟(2)和(3)可以使用過濾給料槽。由這種處理得到的凝膠通常保持為酸性(pH《6.5)，并且這種得到的凝膠在連同其他最終用途中一起對于特定的過濾介質應用顯示出極好的特性。此外，通過pH調節(jié)可以在步驟(2)中執(zhí)行，以在步驟(2)期間通過腐蝕性物質的引入產(chǎn)生更高pH的凝膠，通過順序地控制步驟(3)中最終pH的pH，可以最終生產(chǎn)具有較大孔體積容量和較大孔的腐蝕性凝膠(pH>7)。如果將堿金屬氫氧化物用作腐蝕性材料(諸如氫氧化鈉)，則反應介質內的鈉物質的高可溶性產(chǎn)生了在該步驟期間從凝膠清洗鈉陽離子的腐蝕性環(huán)境。然而，如果將堿土金屬化合物用作腐蝕性添加劑(諸如氫化鈣，即熟石灰，或氫氧化鎂)，則金屬物質的低可溶性導致這些金屬在高pH環(huán)境下聚集在凝膠表面的能力，由此生產(chǎn)金屬/凝膠合成物。如上所述，高PH腐蝕性物質的引入能夠在產(chǎn)生的凝膠中進行孔徑大小、孔直徑等的修改以避免高溫度下長時間的老化步驟，從而允許更快且更有效調節(jié)最終凝膠材料的物理特性的方式；根據(jù)腐蝕性物質和/或合成物結構給予其他特性的能力是這種有效凝膠生產(chǎn)方法意外增加的優(yōu)點。因此，與過去可能利用的典型和傳統(tǒng)凝膠生產(chǎn)處理相反，意外地可利用在第二步驟中引入的添加腐蝕性物質的不同等級調節(jié)孔體積和孔直徑。與酸性凝膠濕濾餅相比，觀察到改進的腐蝕性凝膠濕濾餅的清洗效率。通過利用真空過濾器和相同量的水，可以以比酸性濕凝膠濾餅相比少一半的時間來清洗腐蝕性濕凝膠濾餅，并顯示出較低的最終鹽含量?；竟枘z有利用作對遇到的(酸性)雜質的中性高容量吸附劑。例如，這種凝膠對于從酸性廢氣(諸如氧化硫(S0x)和氧化氮(N0x))中吸附不期望的成分以及從使用的食用油成分中吸附?jīng)]有脂肪的酸(以及無數(shù)其他應用，諸如作為一種非限制可能性，在啤酒處理期間的凈化)來說尤其有效。本文的高PH凝膠合成方法所使用的腐蝕性物質包括諸如氫氧化鈉和硅酸鈉的非限制實例(由于可用性和成本)，盡管還可以使用在凝膠反應中提供充分高pH等級(例如大于7.0)的任何反應劑。對于這種合成硅膠材料，首先重要的是注意利用金屬氫氧化物共凝膠的硅石比那些其上不存在這些物質的硅膠相比示出增加的孔體積和孔直徑。鈣和/或鎂合成凝膠與氫氧化鈉腐蝕性凝膠相比潛在地針對不同化學物具有額外粘接的能力。所述產(chǎn)物是與熟石灰漿和/或氫氧化鎂漿共凝膠的硅酸凝膠(通過相同的上述基本方法制成)。在清洗和氣流干燥之后，甚至利用所添加的較少量的腐蝕性物質，所得到的凝膠比標準硅膠具有較高的孔體積(容量)(甚至還大于比標準硅膠具有更好特性的鈉腐蝕性凝膠)。通過首先在高溫下在副油箱中水解熟石灰或鎂漿來實現(xiàn)共凝膠的處理，然后在其中引入先前制成的液體聚多硅酸溶液(優(yōu)選為一滴一滴地引入)。以這種方式，氫氧化鈣和/或氫氧化鎂與酸性硅溶液混合和/或反應，并由于鈣和鎂離子的低可溶性等級(如上所述)形成合成凝膠。本發(fā)明中的氫氧化物漿用作處理中的孔結構改進添加劑和最終產(chǎn)物中針對各種可能的雜質的粘結能力增強物。這些凝膠可能的應用包括來自燃煤電廠的廢氣中的Si02吸附或者其他酸性雜質(N0x)吸附，以及從這種廢氣流中除去汞。這種基于硅的產(chǎn)物還顯示出隨后針對廢氣凈化重新用于各種其他應用的能力(與不能用于任何進一步目的活性炭的無能力相反)。如上所述，傳統(tǒng)的凝膠合成總是被認為是冗長處理，其要求特殊設備來清洗和脫水以及去除含水凝膠。典型凝膠合成常見的是要求清洗/老化4至24小時的時間以實現(xiàn)目標鹽等級。理論表明通過擴散處理實現(xiàn)凝膠清洗，從而水慢慢地從外向內移入凝膠的孔結構，以及在該處理中使鹽向外移動。這種處理耗時很多且成本高。為了解決該問題，凝膠制造商典型地通過減小凝膠凝聚大小來實現(xiàn)更加有效的清洗，從而減小了質量傳遞區(qū)域或者增加了水洗溫度(因為這些鹽在大多數(shù)情況在更高的溫度下更加可溶)，或者可以用沒有鹽的有機硅烷來替換堿金屬硅酸鹽。由此，本發(fā)明涉及主要為微孔特性或中孔特性的硅膠/硅酸凝膠(本質上為酸性或腐蝕性，以及潛在為合成凝膠)的合成處理，其以通過傳統(tǒng)的凝膠合成不匹配的步速進行脫水和清洗，從而允許更加有效的硅膠生產(chǎn)方法。盡管本文描述的優(yōu)選實施例涉及典型沉淀的硅石制造設備的利用，但實際上，可以使用任何類型的生產(chǎn)方案，包括任何類型的制造設備，只要包括特定處理步驟即可。這種發(fā)明方法不是對典型凝膠合成過程的簡單修改，因為對這種非常大修改的處理的實施和成功存在顯著的技術障礙。例如，對凝膠進行脫水可以是標準處理步驟，然而，這樣做但不會有害地影響最后結果(尤其作為過濾介質)的性能能力是存在問題的。此外，為了徹底清洗凝膠產(chǎn)物以大大去除不期望的鹽殘留物所需要的水量通常是非常大的。為了提供可接受的可選凝膠生產(chǎn)方法，如果可能的話要求利用少量的清洗水。此外，潛在且非常重要地，減少這種清洗水量的能力會不可避免地需要產(chǎn)生凝膠材料的小凝聚。這種情況下的問題將會是同時提供這種容易清洗的大量小凝聚時在脫水和清洗期間防止這種凝聚團集成不可抽吸量的凝膠的能力。本發(fā)明方法的優(yōu)選制造設備是在任何程度上都沒有顯著更改的典型硅石沉淀設備。如上所述，意外地，發(fā)現(xiàn)這種非典型的凝膠制造設備能夠以比傳統(tǒng)硅膠生產(chǎn)處理更加有效的方式進行硅膠的生產(chǎn)，同時還通過PH控制而非老化時間差異來允許可調節(jié)孔的產(chǎn)品，所有都不包括提供仍然顯示出非常高的凝膠典型高表面積特性的硅膠材料。通過以下方法步驟來實現(xiàn)這種制造能力1.通過將堿金屬硅酸鹽添加到無機酸中將硅酸溶膠制造為1.5和4.0之間的目標pH值以形成準穩(wěn)定溶膠。(該階段中的pH控制是嚴格的，因為該反應pH指示最終產(chǎn)物中的孔徑大小分配)2.在熱水介質中淬火溶膠以通過使用隨后容器中的溫度和pH控制將硅酸溶膠固化為更加穩(wěn)定的聚多硅酸。熱水介質主要提供以下多種功能i.由于增加的溫度而加速凝膠處理，ii.稀釋存儲于溶膠中的鹽，從而要求較少清洗，iii.將凝膠形式變?yōu)榉蛛x的各個凝聚塊，這允許鹽在較短距離上遷移，從而加速清洗時間；3.可選地以堿金屬氫氧化物或堿土金屬氫氧化物的形式引入腐蝕性物質，4.在鹽水中老化凝膠，5.用壓濾器清洗凝膠以去除多余的鹽，6.干燥壓濾餅，以及7.可選地研磨干燥的凝膠。這種處理避免了反應器中的硅凝膠化，改為使硅石在過濾給料槽中凝膠化，由此可使用普通的沉積反應器來制造凝膠。通過利用泵或者依靠重力，可以改變聚多硅酸溶液轉移到過濾給料槽。本文所描述的硅膠可以在任何類型的硅石制造設備中進行生產(chǎn)，只要具有上述必需的處理步驟即可。典型地，本發(fā)明的硅膠通過以下步驟制備將水堿金屬硅酸鹽溶液(通常為硅酸鈉)和水無機酸溶液(通常為硫酸)進行混合以形成硅水溶膠，并使水溶膠變?yōu)樗z。酸溶液的濃度通常以重量計約為5至70%，并且含水硅酸鹽溶液通常具有以重量計約為6至25容量的Si02，并且Si02與Na20的重量比約為1:1至3.4:1。一般地，反應發(fā)生在約15t:至約8(TC的溫度下，并且通常在室溫下(即，在一個大氣壓下從約2(TC到約25t:)進行。選擇反應物的相對特性和濃度，使得水溶膠包含以重量計約5至約20的Si02并具有約1至約11的pH。當與硅酸鹽反應的酸的量使得反應混合物的最終pH為酸性(通常為l至5)時，所得到的產(chǎn)物被認為是酸性水凝膠。然后，用水或酸化水來清洗水凝膠微粒，以去除在反應中形成的殘留堿金屬鹽。酸化水優(yōu)選且通常具有約1.0至約5.0的pH，優(yōu)選從約2.5到約4.5。酸可以是諸如硫酸、鹽酸、硝酸或磷酸的無機酸或者是諸如甲酸、乙酸、草酸、檸檬酸、酒石酸(tartricacid)、次氮基二乙酸、乙二胺-四乙酸或丙酸的弱酸。水通常具有約80到約200°F(27-93°C)的溫度，優(yōu)選為90°C。通常，水凝膠被清洗約0.5至約8小時的時間段。過濾給料槽中所得到的凝膠在從65t:至IO(TC的溫度下并根據(jù)所期望的最終硅膠，在酸性(小于6.5)或堿性(大于7.0)的pH等級，被老化0.5至4小時。在老化之后，所得到的凝膠然后經(jīng)由用于清洗和過濾的壓濾器被再次漿化并過濾?？赏ㄟ^任何傳統(tǒng)方式(諸如烘爐干燥、托盤式干燥、氣流干燥或噴霧干燥)來干燥壓濾餅，并在氣流式粉碎機、錘式粉碎機或其他已知粉碎機中被磨成期望的微粒大小。通常，研磨凝膠具有約1至約40微米的重量中值粒徑?？梢栽谇逑春瓦^濾之前收集所得到的凝膠，然后作為聚多硅酸凝膠液體引入氫氧化鈣、石灰、氫氧化鎂等的樣本中進行反應以形成合成凝膠。反應可以在65t:至IO(TC的溫度下進行0.5至4小時的時間。隨后，所得到的產(chǎn)物被如上所述清洗多余的鹽，如上所述干燥，并被收集且可能地被研磨，從而以粉末、微?；蚱渌问絹硖峁┳罱K的合成凝膠材料。通過這種處理制成的硅膠通常具有350到1000m2/g的BET表面積，孔直徑為l7A至45A。在淬火階段之前反應PH保持在1.75以下的實驗中，查明孔尺寸是否主要為微孔(<20A)。在其他實驗中，使液滴pH保持在3和4.0之間，最終產(chǎn)物主要為中孔性(20A和45A)。對于腐蝕性凝膠以及合成凝膠，孔徑大小約為60A至200A。在約2至約30微米范圍的優(yōu)選平均微粒大小中使用硅水凝膠。平均微粒大小范圍是通過庫爾特計數(shù)分析確定的以重量計的平均微粒大小。以重量計的平均微粒大小表明以重量計50%的微粒在指定的微粒大小以上并且以重量計50%的微粒小于給定的微粒大小。在平均微粒大小小于約2微米時，拋光程度大大降低，盡管保留了一些拋光作用。當平均微粒大小增加到約30微米以上時，尤其是在約40微米以上時，拋光降低到牙釉質表面的磨損。此外，當平均微粒大小為40微米以上時，拋光保持在用戶的口中的后味沙礫。因此，2微米至30微米的平均微粒大小范圍是優(yōu)選范圍，其他大小也是可行的。本發(fā)明的硅膠根據(jù)它們的孔徑大小分布、吸附能力、表面積、孔體積、平均孔徑和容積密度來進行描述。吸附濕濾餅的固體百分比通過將典型2g的樣品放置在CEM910700微波平衡的盤上并將樣品干燥到恒定重量來確定。重量差被用于計算固體含量百分比。通過將重100.0克的產(chǎn)品放入250mL的具有平底的塑料量筒中來確定充填密度或堆積密度。利用橡皮塞來密封量筒，將其放置在振實密度機器上并運行15分鐘。振實密度機器是傳統(tǒng)的以60rpm驅動操作凸輪的電動機-齒輪減速器。凸輪被切割或設計成每秒將量筒上升或下降O.25英寸(5.715cm)。通過導架將量筒保持在一個位置。記錄放液之后的產(chǎn)品所占用的體積，并且以g/ml計算和表示充填密度。通過將電極環(huán)氧導電性單元(014010)浸入回收的過濾液或過濾流中，利用具有溫度補償器的OrionModel140電導計來確定濾液的導電性。通常在15。C至20°C的溫度下進行測量。通過Brunaur等人，J.Am.CheM.Soc.60，309(1938)的BET氮吸附方法來確定表面積。使用氮吸附恒溫測量獲得可接近性?；诶肕icromeriticsInstrumentCorporation(諾克羅斯，喬治亞州)的AcceleratedSurfaceAreaandPorosimetrySystem(ASAP2010)的分支來確定BJH(Barrett-Joi證-Halender)模型平均孔徑。樣品在150至20(TC的溫度下排氣直到真空壓力約為5i!m的水銀柱。這是處于77°K的自動體積分析器。在P/P。二0.99的壓力下得到孔體積。假設為圓柱孔，平均孔徑通過孔體積和表面積來得到。使用BJH方法來計算孔徑大小分布(AV/AD)，這給出在孔徑范圍內的孔體積。通過1.7至300.00nm直徑的孔徑大小范圍來使用Halsey厚度曲線，孔的零部分(zerofraction)在兩端都開口。根據(jù)用于包括滯后分類的一般等溫類型的1985IUPAC分類來對N2吸附和釋放等溫進行分類，以描述基于硅的凝膠中變形的孔的形狀和內部連通性。從產(chǎn)生t曲線中使用的Halsey等溫等式中來得到吸附微孔面積(SmiCT。)。t曲線將被吸附凝膠吸附的氮體積的曲線與作為理想?yún)⒖嫉奈綄拥暮穸冗M行比較。t曲線的形狀可用于估計微孔表面積。然后，通過總的BET總面積減去外表面積來估計百分比微孔率，其中，Smicro=SBET-Dext。因此，BJH微孔率百分比二Smicro/SBETX100。通過在B進auer、E騰tt和Teller,60J.Am.CheM.Soc.309(1938)(稱為BET)中描述了通過氮吸附方法確定的表面積和孔體積。使用在Barrett、Joyner和Halenda，73J.Am.CheM.Soc.373(1951)中描述的方法進行給定孔徑大小范圍內的氮孔體積的選擇確定。使用PERSPEX過程來測量耐磨性。這種方法使刷PERSPEX板的刷頭的利用與山梨糖醇/甘油混合物中的硅膠的懸浮相聯(lián)系。首先由2.5g的硅膠(或合成凝膠)、10.0g的甘油和23.0的70%山梨糖醇/30%水糖漿來形成漿合成物。所有的成分都在燒杯中稱重，并使用簡單的攪拌器以1500rpm分散2分鐘。由ImperialChemicalIndustriesLtd制造的標準PERSPEXClearCastAery1板級000的110mmX55mmX3mm板被用于進行測試。使用修改的濕式摩擦耐涮洗測試刷來執(zhí)行測試。此外，400g的重量被附加至刷組(重145g)，以迫使刷到達PERSPEX板上。刷子具有多簇的平整尼龍頭，其具有圓頭細絲和中等質地。使用45°Plaspec光澤頭檢測器和標準(50%光澤)反射板來校準檢流計。在這些條件下，將檢流計讀取調節(jié)為50的值。然后，使用相同的反射配置來執(zhí)行最近PERSPEX板的讀取。然后，將PERSPEX的新板放入固定器。在板上放置足以完全潤滑刷子敲擊的2cm3散布的硅石，并且刷頭下降到板上。開啟機器，并且板經(jīng)受加重的刷頭的三百下敲擊。從固定器中去除板，并清洗所有的懸浮物。然后，干燥并重新測量其光澤值。在未磨損值和磨損之后的值之間存在磨損值的差異。為了確定所使用食用油中游離脂肪酸的降低，通過用于百分比游離脂肪酸(Ca5a-40)的官方美國石油化學家協(xié)會方法來分析最初且加工過的油。再次，典型的硅膠生產(chǎn)方法要求將細劃分的硅膠與含氨介質混合以提供期望的孔大小直徑分布。在本發(fā)明中采用的方法避免了這種氨利用的需要。由此，不僅避免了額外的氨溶劑的費用，而且還避免了清洗然后干燥含氨凝膠所需的時間。因此，意外地，本發(fā)明在非典型凝膠生產(chǎn)方法中制造硅膠的能力提供了非常有效的過程而不需要危及任何孔徑大小或表面積特性。通過這種處理制成的凝膠和合成凝膠與通過典型凝膠生產(chǎn)方法生產(chǎn)的標準凝膠相比還顯示出了更加穩(wěn)定的磨損特性。這種新凝膠可用在過濾介質中(諸如用于從氣流中吸附有害氣體、從食用油中去除游離脂肪酸)或者可能作為皮膚或牙齒清潔組合物中的軟質研磨劑)。根據(jù)過濾應用，意識到基于硅石的合成物構成極好的氣體過濾介質。然而，在相關的現(xiàn)有技術中沒有提供了關于通過這種過濾介質永久地提供吸收和穿透等級的能力以及處于對大規(guī)模利用可接受的等級?；旧?，吸收是測量過濾介質捕獲特定體積的目標氣體的能力；穿透是根據(jù)捕獲表示過濾介質的飽和點。因此，非常期望找到適當?shù)倪^濾介質，其顯示出高吸收(因此，快速捕獲大量的有害氣體)和長穿透時間(因此，與吸收聯(lián)合，不僅有效快速捕獲而且還延長達到過濾容量的時間長度的能力)?，F(xiàn)在正在使用的標準過濾器限于有害氣體(諸如氨)，放慢吸收和相對快速的穿透時間。從而，需要開發(fā)一種能夠增加吸收和穿透的新過濾介質。關于利用潛在摻雜有金屬的基于硅石的化合物去除諸如氨的氣體的最接近技術在KemiraAgroOy的WO00/40324中給出了教導。然而，這種系統(tǒng)主要關于提供允許收集氣體的再生的過濾介質(可能進一步的應用)，而不是從大氣中進行永久去除。不幸地，這種通過溫度的增加或壓力的變化容易再生諸如毒氣的能力(即，允許釋放捕獲的氣體)對對象的環(huán)境造成危險。相反，現(xiàn)在提出的系統(tǒng)優(yōu)點在于提供有效的長持續(xù)時間穿透(因此，表明隨著時間的流逝從目標空間中徹底有效地去除基本上為它們的整體中不想要的氣體)，以及徹底有效地吸收由吸收測量所表示的基本所有這種氣體。Kemira參考還具體關于提供硅石和金屬(最終，具體為銅I鹽)的干混合，如在參考文件中所示，提供期望的有效吸收和再生的能力而不是從目標環(huán)境中永久有效去除氣體(諸如氨)。在典型的飯店油炸操作中，大量的可食用油或脂肪在容器中被加熱到約315°F到約400°F以上的溫度，并且將食物浸入油或脂肪中用于烹飪。在食用油或脂肪的重復使用中，高烹飪溫度以及來自被炸食物的水引起游離脂肪酸(或FFA)的形成。FFA的增加降低了油的煙點，并隨著油的老化而導致產(chǎn)生增加的煙。增加的FFA含量還引起的熱脂肪的過分起泡，并導致不期望的口感或深色的顯色。這些與脂肪相關的任何品質或所有品質會降低油炸食品的品質。工業(yè)油炸操作涉及大量食物延遲消耗的油炸。通常，這是食物經(jīng)由傳送帶通過熱油的連續(xù)操作。根據(jù)時間長度，肉和家禽的工業(yè)油炸食品生產(chǎn)者必需遵守嚴格的FDA規(guī)則，油和脂肪可用于熱油炸目的。可根據(jù)使用期間的起泡程度或者根據(jù)油和/或脂肪的顏色和氣味或者根據(jù)由此制成的最終油炸食品的味道來確定進一步或延長使用的適用性。當其泡沫在烹飪期間超過容器側時，或者當其顏色變得幾乎與通過無色玻璃容器觀看的顏色一樣黑時，應該丟棄脂肪或油。然而，允許所用油和/或脂肪的過濾，以允許進一步的使用，以及添加新鮮脂肪到容器中并定期清洗油炸設備。含量超過2%的大量沉淀物和游離脂肪酸通常表示煎炸脂油是不健康的并要求再處理或替換。如果根據(jù)他們的消費者的要求，大多數(shù)工業(yè)油炸食品生產(chǎn)者使用2%的游離脂肪酸(FFA)上限以下，對于家禽，它們的主要規(guī)范在于油的品質，而不管食物是否被油炸。除形成游離脂肪酸的水解之外，還發(fā)生脂肪的氧化退化，這源自空氣與熱油的接觸，從而產(chǎn)生氧化脂肪酸(或0FA)。加熱將氧化脂肪酸轉換為次生或三代副產(chǎn)品，這會引起油和油炸食物中的異味和臭氣。使用油經(jīng)過一段時間還會產(chǎn)生焦糖，導致油非常黑的顏色，其與其他副產(chǎn)品相結合產(chǎn)生了黑色且不吸引人的油炸食品。由于在使用之后替換食用油和脂肪而導致的成本，所以食品工業(yè)尋找有效且經(jīng)濟的方式來放慢脂肪和油的劣化，從而延長它們的可用壽命。本發(fā)明的硅膠(尤其是腐蝕性凝膠和組合凝膠)顯示出極好的從這種所用食用油中去除FFA的能力。這些新的硅膠可以與任何數(shù)量的其他吸附劑和/或添加劑組合用于允許從特定流和所用油中去除不想要的材料的較多功能性的目的。因此，可以在相同的過濾裝置中包括有活性炭、其他硅石材料(諸如摻雜金屬的沉淀硅石或硅膠、硅酸鎂等)來用于這種目的。在生產(chǎn)之后，如果期望過濾應用，則可以壓縮或壓緊凝膠或組合凝膠以形成結構足夠完整的顆粒，從而抵抗固定床過濾器中經(jīng)受的壓縮力和磨損而不會被壓碎或減小到很細(這樣會降低過濾器的效率)。可以在本發(fā)明的方法中采用提供混合物所需壓縮程度的各種壓模方法。用于壓縮混合物的適當?shù)难b置包括，例如壓縮機、壓捆機、擠壓機、液壓機、旋轉壓模機等?？梢詫㈩w粒的大小和/或形狀調整為適合催化應用。顆粒的截面可以是圓形或多邊形(規(guī)則或不規(guī)則的)，并且直徑可以從約1/6英寸變?yōu)榧s5/16英寸，長度從約1/8英寸變?yōu)榧s1/2英寸。例如，可以以鞍狀、枕狀、空筒或環(huán)狀來制備相同大小的顆粒。術語"顆粒"用于覆蓋通過本發(fā)明制備的壓縮物，而不論它們的形狀是實心的還是其中具有洞，并且不論壓縮方法是什么，并包括能夠經(jīng)受所需壓縮的顆粒、壓出品、片、壓坯或其他形狀。優(yōu)選地，混合物被壓縮以形成實心的圓柱型顆粒。具體實施例方式提供以下非限制性的實例作為典型的本發(fā)明生產(chǎn)方法以及本發(fā)明的硅膠和合成凝膠的準則。硅酸凝膠生產(chǎn)，酸性和腐蝕性實例I(硅酸凝膠)將1867cc的水引入1加侖的不銹鋼容器中。其pH通過H2S04被調節(jié)為約4，然后將該成分加熱到90°C。然后，在1.5公升的反應器中，將153.22cc室溫硫(11.4重量％)酸在充分攪拌作用下引入以最小噴濺(120RPM)被攪拌。然后，在室溫下以兩個階段向其添加硅酸鈉(3.3摩爾比率，24.7重量％)。在第一階段中，硅酸鹽以11.4cc/分鐘的速率添加直到所得到的pH接近2.5。在10分鐘之后，RPM在幾分鐘內上升到250并逐漸增加到300。在該時間點，以1.7cc/分鐘的速率啟動第二階段的硅酸鹽添加，直到所得到的pH等級約為2.85。然后，停止硅酸鹽添加，并且其pH被手動調節(jié)為3.00。然后，該反應批量(reactorbatch)被轉移到1加侖含有熱水的容器中。然后，溫度保持為約90°C，沒有任何攪拌地持續(xù)至少45分鐘。然后，通過過濾紙和4000cc的水真空過濾所得到的凝膠漿，在濕式凝膠餅裂化之后利用充分隨后的空氣凈化30分鐘。所得到的凝膠餅在烤爐中干燥一晚上。實例II(腐蝕性凝膠)將1867cc的水引入1加侖的不銹鋼容器中。將10cc的10%的NaOH溶液添加到水中并加熱到9(TC。剩余步驟與上述實例1中的相同。然而，由于反應中存在氫氧化鈉，所以所得到的凝膠在特性上是腐蝕性的。實例III(硅酸凝膠)與上述實例1的方法相同，除了將硅酸鹽添加的第二階段之后所得產(chǎn)品的pH調節(jié)為3.81。然后，該反應批量被轉移到1加侖含有熱水的容器中，在不啟動攪拌的情況下將溫度保持約90°C。在22分鐘之后，攪拌老化的反應批量1分鐘，以及在44分鐘時間點攪拌1分鐘，二者都處于300rpm。然后，通過濾布和4000cc的水真空過濾所得到的凝膠漿，在濕式凝膠餅裂化之后空氣凈化30分鐘。所得到的凝膠餅在烤爐中干燥一晚上。實例IV(硅酸凝膠，pHl.75)將2加侖的環(huán)境反應器充有2000ml的11.4%的硫酸(sgl.074)。然后，以40ml/分鐘的速率向其添加硫酸[24.7%(3.3MR)]，以獲得1.75的pH。然后，將所得到的溶膠放置在維持在75t:的烤爐中靜置大約3小時直到完全凝膠化。然后，通過向清洗容器的底部放入水以及使清洗鹽水流過頂部來粉碎和清洗凝膠。在清洗步驟期間，周期性地攪拌凝膠以更好地脫去鹽分達到<1000iiS/cn^的傳導率。然后，進一步通過虹吸抽出多余的水并且過濾固體，然后以105t:烘爐干燥來對所得到的清洗凝膠進行脫水。然后，可將干燥的凝膠研磨或壓縮成顆粒。實例V(酸性凝膠，400加侖反應器)將900公升的水引入過濾給料槽。用11.4%的硫酸將其pH被調節(jié)為4，然后使用蒸汽噴射對所得到的溶液加熱到90°C。然后，使過濾給料槽完全充滿冷水并冷卻到約30°C。在400加侖的反應器中，150公升的室溫硫(11.4重量％)酸在充分攪拌被引入，但是以利用最小噴射進行攪拌。然后，以兩個階段在室溫下開始硅酸鈉添加(3.3摩爾比率，24.7重量％)。第一階段中硅酸鹽添加的速率為3公升/分鐘直到pH等級約為2.5。然后，以1.5公升/分鐘的速率開始第二階段的硅酸鹽添加，直到達到約2.85的pH。然后，停止硅酸鹽添加，并且得到批量的pH被手動調節(jié)為3.00。11然后，將反應批量抽入溫度保持為約9(TC的過濾給料槽，并不啟動任何攪拌。在22分鐘之后，給料槽中的批量被攪拌一次1分鐘，并在44分鐘時間點處再次攪拌1分鐘(二者都處于500rpm)。在第二次攪拌之后立刻用壓濾機(EIMCO)清洗和過濾所得到的凝膠漿，直到濾液傳導率在3000iimho以下。然后，將所得到的產(chǎn)物空氣凈化10分鐘，隨后烘爐干燥所得到的濕濾餅。實例VI(經(jīng)由硅酸鹽添加的腐蝕性凝膠)用與上述實例相同的方法形成pH手動調節(jié)為3.0的反應批量。然后，反應批量被轉移到1加侖含有熱水的容器中，同時在不啟動攪拌的情況下將溫度保持約90°C。在22分鐘之后，以500rpm攪拌老化的反應批量1分鐘，隨后引入30cc的24.7%的硫酸(3.3MR)。然后，在以500rpm引入硅酸鈉1分鐘之后進一步將新批量攪拌22分鐘。然后，通過濾布和4000cc的水真空過濾所得到的凝膠漿，在濕式凝膠餅裂化之后空氣凈化30分鐘。所得到的凝膠餅在烤爐中干燥一晚上。實例VII(硅酸凝膠)將1020cc的水引入1加侖的不銹鋼容器中，并利用H2S04將其pH調節(jié)為約4。然后將該水溶液加熱到90°C。然后，在1.5公升的反應器中，將153.22cc室溫硫(11.4重量％)酸在充分攪拌作用下引入，但以最小噴濺(120RPM)被攪拌。然后，在室溫下以兩個階段添加硅酸鈉(3.3摩爾比率，24.7重量％)。第一階段涉及以11.4cc/分鐘的速率進行硅酸鈉添加直到pH等級約為2.5。在10分鐘之后，RPM在幾分鐘內上升到250并逐漸增加到300。此后，以1.7cc/分鐘的速率啟動第二階段的硅酸鹽添加，直到達到pH"2.85，在時刻處結束硅酸鹽添加。然后將所得到的批量的PH手動調節(jié)為3.00。然后，所得到的反應批量被轉移到1加侖含有熱水的容器中，在不啟動攪拌的情況下將溫度保持約90°C。在22分鐘之后，攪拌老化的反應批量1分鐘，以及在44分鐘時間點攪拌1分鐘，二者都處于300rpm。然后，通過濾布和4000cc的水真空過濾所得到的凝膠漿，在濕式凝膠餅裂化之后空氣凈化30分鐘。所得到的凝膠餅在烤爐中干燥一晚上。實例VI11(經(jīng)由初始存在硅酸鹽的腐蝕性凝膠)將1020cc的水引入1加侖的不銹鋼容器中，并通過引入10cc的24.7%的硅酸鈉溶液來調節(jié)其pH。然后將該水溶液加熱到90°C。然后，在1.5公升的反應器中，將153.2cc室溫硫(11.4重量％)酸在充分攪拌作用下引入，但以最小噴濺(120RPM)被攪拌。然后，在室溫下以兩個階段添加硅酸鈉(3.3摩爾比率，24.7重量％)。第一階段涉及以11.4cc/分鐘的速率進行硅酸鈉添加直到pH等級約為2.5。在10分鐘之后，RPM在幾分鐘內上升到250并逐漸增加到300。此后，以1.7cc/分鐘的速率啟動第二階段的硅酸鹽添加，直到達到pH"2.85，在該時刻處結束硅酸鹽添加。然后將所得到的批量的pH手動調節(jié)為3.00。然后，所得到的反應批量被轉移到1加侖含有熱水的容器中，在不啟動攪拌的情況下將溫度保持約90°C。在22分鐘之后，攪拌老化的反應批量1分鐘，以及在44分鐘時間點攪拌1分鐘，二者都處于300rpm。然后，通過濾布和4000cc的水真空過濾所得到的凝膠漿，在濕式凝膠餅裂化之后空氣凈化30分鐘。所得到的凝膠餅在烤爐中干燥一晚上。實例IX(腐蝕性凝膠)與上述實例VIII的方法相同，除了將5cc的10%的NaOH溶液添加到初始水溶液中而不是10cc的24.7%的硅酸鈉。實例X(腐蝕性凝膠)與上述實例IX的方法相同，除了將12cc的10%的NaOH溶液添加到初始水溶液中。實例XI(腐蝕性凝膠)將1020cc的水引入1加侖的不銹鋼容器中，并通過引入lOcc的24.7%的硅酸鈉溶液來調節(jié)其pH。然后將該水溶液加熱到90°C。然后，在1.5公升的反應器中，將153.2cc室溫硫(11.4重量％)酸在充分攪拌作用下引入，但以最小噴濺(120RPM)被攪拌。然后，在室溫下以兩個階段向其添加硅酸鈉(3.3摩爾比率，24.7重量％)。第一階段涉及以11.4cc/分鐘的速率進行硅酸鈉添加直到pH等級約為2.5。在10分鐘之后，RPM在幾分鐘內上升到250并逐漸增加到300。此后，以1.7cc/分鐘的速率啟動第二階段的硅酸鹽添加，直到達到pH"2.85，在該時刻處結束硅酸鹽添加。然后將所得到的批量的pH手動調節(jié)為3.00。然后，所得到的反應批量被轉移到1加侖含有熱水的容器中，在不啟動攪拌的情況下將溫度保持約90°C。在22分鐘之后，攪拌老化的反應批量1分鐘，以及在44分鐘時間點攪拌1分鐘，二者都處于300rpm。然后，通過濾布和4000cc的水真空過濾所得到的凝膠漿，在濕式凝膠餅裂化之后空氣凈化30分鐘。所得到的凝膠餅在烤爐中干燥一晚上。實例XII(腐蝕性凝膠)將10克從實例IX得到的腐蝕性凝膠在200ml的水中槳化，向其添加充足量的10%的NaOH以將漿pH提高到約7.26。然后，在干燥所得到的漿之后，測量pH約為7.31。然后，將該材料與附加5克的實例IX凝膠組合，重新漿化，調節(jié)pH至約9.32，然后干燥。實例XI11(硅酸凝膠，2.5MR)將1020cc的水引入1加侖的不銹鋼容器中，并利用H^(^將其pH調節(jié)為約4。然后將該水溶液加熱到90°C。然后，在1.5公升的反應器中，將202.9cc室溫硫(11.4重量％)酸在充分攪拌作用下引入，但以最小噴濺(120RPM)被攪拌。然后，在室溫下以兩個階段添加硅酸鈉(3.3摩爾比率，24.7重量％)。第一階段涉及以7.lcc/分鐘的速率進行硅酸鈉添加直到pH等級約為2.5。在10分鐘之后，RPM在幾分鐘內上升到250并逐漸增加到300。此后，以1.5cc/分鐘的速率啟動第二階段的硅酸鹽添加，直到達到pH"2.85，在該時刻處結束硅酸鹽添加。然后將所得到的批量的pH手動調節(jié)為3.00。然后，所得到的反應批量被轉移到1加侖含有熱水的容器中，在不啟動攪拌的情況下將溫度保持約90°C。在22分鐘之后，攪拌老化的反應批量1分鐘，以及在44分鐘時間點攪拌1分鐘，二者都處于500rpm。然后，立即通過濾布和5000cc的水真空過濾所得到的凝膠漿，在濕式凝膠餅裂化之后空氣凈化30分鐘。所得到的凝膠餅在烤爐中干燥一晚上。實例XIV(腐蝕性凝膠)將1020cc的水引入1加侖的不銹鋼容器中，并通過引入10cc的24.7%的硅酸鈉溶液來調節(jié)其pH。然后將該水溶液加熱到90°C。然后，在1.5公升的反應器中，將153.2cc室溫硫(11.4重量％)酸在充分攪拌作用下引入，但以最小噴濺(120RPM)被攪拌。然后，在室溫下以兩個階段添加硅酸鈉(3.3摩爾比率，24.7重量％)。第一階段涉及以11.4cc/分鐘的速率進行硅酸鈉添加直到pH等級約為2.5。在10分鐘之后，RPM在幾分鐘內上升到250并逐漸增加到300。此后，以1.7cc/分鐘的速率啟動第二階段的硅酸鹽添加，直到達到pH"2.85，在該時刻處結束硅酸鹽添加。然后將所得到的批量的pH手動調節(jié)為3.00。然后，所得到的反應批量被轉移到1加侖含有熱水的容器中，并在45分鐘50rpm的恒定攪拌下將溫度保持約90°C。然后，通過濾布和5000cc的水真空過濾所得到的凝膠漿，并在濕式凝膠餅裂化之后空氣凈化30分鐘。所得到的凝膠餅在烤爐中干燥一晚上。實例XV(鈉腐蝕性凝膠，30加侖反應器)將79公升的水引入過濾給料槽。然后向其添加84cc的50%的NaOH，并將所得到的溶液加熱到9(TC。然后，在30加侖的反應器中，將13公升的室溫硫(11.4重量％)酸在充分攪拌作用下引入，但以最小噴濺(120RPM)被攪拌。然后，在室溫下以兩個階段開始添加硅酸鈉(3.3摩爾比率，24.7重量％)。第一階段涉及以0.26公升/分鐘的速率進行硅酸鈉添加直到PH等級約為2.5。此后，以0.13公升/分鐘的速率啟動第二階段的硅酸鹽添加，直到達到pH"2.85，在該時刻處結束硅酸鹽添加。然后將所得到的批量的pH手動調節(jié)為3.00。然后，所得到的反應批量被轉移到過濾給料槽中，在不啟動攪拌的情況下將溫度保持約90°C。在22分鐘之后，攪拌老化的反應批量1分鐘，以及在44分鐘時間點攪拌1分鐘，二者都處于300rpm。然后，通過壓濾器(EMCO)清洗和過濾所得到的凝膠漿，直到濾液傳導率在3000iimho以下。然后，將樣品空氣凈化12分鐘，并將所得到的濕式凝膠餅旋轉閃蒸干燥(APV)直到餅裂化。實例XVI(鈉腐蝕性凝膠，400加侖反應器)將1200公升的水引入過濾給料槽。然后，向其添加1.4公升的50%的NaOH，并使用蒸汽噴射將所得到的溶液加熱到9(TC。過濾給料槽中最終的體積大約為1350公升。然后，在400加侖的反應器中，將225公升的室溫硫(11.4重量％)酸在充分攪拌作用下引入，但以最小噴濺被攪拌。然后，在室溫下以兩個階段開始添加硅酸鈉(3.3摩爾比率，24.7重量％)。第一階段中硅酸鹽添加的速率為4.5公升/分鐘直到pH等級約為2.5。此后，以2公升/分鐘的速率啟動第二階段的硅酸鹽添加，直到pH約為2.85。停止硅酸鹽添加并將所得到的批量的PH手動調節(jié)為3.00。然后，所反應批量抽入過濾給料槽中，在不啟動攪拌的情況下將溫度保持約9(TC。在22分鐘之后，攪拌老化的反應批量一次1分鐘，以及在44分鐘時間點攪拌1分鐘(二者都處于500rpm)。然后，在第二次攪拌之后立刻用壓濾機(EIMCO)清洗和過濾所得到的凝膠漿，直到濾液傳導率在3000iimho以下。然后，將所得到的產(chǎn)物空氣凈化10分鐘，隨后氣流干燥所得到的濕濾餅(Aljet環(huán)狀氣流干燥器)。實例XVII(酸性凝膠，30加侖反應器)將79公升的水引入過濾給料槽。利用硫酸將pH調節(jié)為4，并將所得到的溶液加熱到9(TC。然后，在30加侖的反應器中，將13公升的室溫硫(11.4重量％)酸在充分攪拌作用下引入，以最小噴濺被攪拌。然后，在室溫下以兩個階段開始添加硅酸鈉(3.3摩爾比率，24.7重量％)。第一階段中硅酸鹽添加的速率為0.26公升/分鐘直到pH等級約為2.5。此后，以O.13公升/分鐘的速率啟動第二階段的硅酸鹽添加，直到pH約為2.85。停止硅酸鹽添加。然后將所得到的批量的pH手動調節(jié)為3.00。然后，所反應批量抽入過濾給料槽中，在不啟動攪拌的情況下將溫度保持約9(TC。在22分鐘之后，攪拌老化的反應批量一次1分鐘，以及在44分鐘時間點攪拌1分鐘(二者14都處于500rpm)。然后，在第二次攪拌之后立刻用壓濾機(EIMCO)清洗和過濾所得到的凝膠漿，直到濾液傳導率在3000i！mho以下。然后，將所得到的產(chǎn)物空氣凈化12分鐘，隨后旋轉氣流干燥(APV)所得到的凝膠濕濾餅。實例XVIIA與上述實例XVII的方法相同，除了將所得到的凝膠濕濾餅進行烘爐干燥。實例XVIII(鈉腐蝕性凝膠，30加侖反應器)將79公升的水引入過濾給料槽。將84cc的50%的NaOH溶液添加到其中，并將溶液加熱到9(TC。然后，在30加侖的反應器中，將13公升的室溫硫(11.4重量％)酸在充分攪拌作用下引入，但以最小噴濺(如上所述)被攪拌。然后，在室溫下以兩個階段開始添加硅酸鈉(3.3摩爾比率，24.7重量％)。第一階段中硅酸鹽添加的速率為0.26公升/分鐘直到pH等級約為2.5。此后，以0.13公升/分鐘的速率啟動第二階段的硅酸鹽添加，直到pH約為2.85。然后，停止硅酸鹽添加并將所得到的批量的pH手動調節(jié)為3.00。然后，所反應批量抽入過濾給料槽中，在不啟動攪拌的情況下將溫度保持約90°C。在22分鐘之后，在給料槽中攪拌批量一次1分鐘，以及在44分鐘時間點攪拌1分鐘(二者都處于500rpm)。然后，在第二次攪拌之后立刻用壓濾機(EIMCO)清洗和過濾所得到的凝膠漿，直到濾液傳導率在3000iimho以下。然后，將所得到的產(chǎn)物空氣凈化12分鐘，隨后旋轉氣流干燥(APV)所得到的凝膠濕濾餅。實例XIX(鈉腐蝕性凝膠，400加侖反應器)將800公升的水引入過濾給料槽。然后，向其添加0.95公升的50%的NaOH溶液，并使用蒸汽噴射將所得到的溶液加熱到9(TC。過濾給料槽中最終的體積大約為960公升。在400加侖的反應器中，將150公升的室溫硫(11.4重量％)酸在充分攪拌作用下引入，但以最小噴濺被攪拌。然后，在室溫下以兩個階段開始添加硅酸鈉(3.3摩爾比率，24.7重量％)。第一階段中硅酸鹽添加的速率為3公升/分鐘直到pH等級約為2.5。此后，以1.5公升/分鐘的速率啟動第二階段的硅酸鹽添加，直到pH約為2.85。然后，停止硅酸鹽添加并將所得到的批量的PH手動調節(jié)為3.00。然后，將反應批量抽入過濾給料槽中，在不啟動攪拌的情況下將溫度保持約90°C。在22分鐘之后，在給料槽中攪拌批量一次1分鐘，以及在44分鐘時間點攪拌1分鐘(二者都處于500rpm)。在第二次攪拌之后立刻用壓濾機(EIMCO)清洗和過濾所得到的凝膠漿，直到濾液傳導率在3000iimho以下。然后，將所得到的產(chǎn)物空氣凈化10分鐘，所得到的凝膠濕濾餅被稀釋為約7-8%固體，然后噴霧干燥所得到的低固含量濕濾餅。合成凝膠的合成實例XX(鈣共凝膠，30加侖反應器)將79公升的水引入過濾給料槽。然后將192cc的熟石灰漿(以重量計16.4%)溶液添加到其中，并將溶液加熱到90°C。然后，在30加侖的反應器中，將13公升的室溫硫(11.4重量％)酸在充分攪拌作用下引入，但以最小噴濺(如上所述)被攪拌。然后，在室溫下以兩個階段開始添加硅酸鈉(3.3摩爾比率，24.7重量％)。第一階段中硅酸鹽添加的速率為0.26公升/分鐘直到pH等級約為2.5。此后，以0.13公升/分鐘的速率啟動第二階段的硅酸鹽添加，直到pH達到約2.85。然后，停止硅酸鹽添加并將所得到的批量的pH手動調節(jié)為3.00。然后，將反應批量抽入過濾給料槽中，在不啟動攪拌的情況下將溫度保持約90°C。在22分鐘之后，在給料槽中攪拌批量一次1分鐘，以及在44分鐘時間點攪拌1分鐘(二者都處于500rpm)。然后，在第二次攪拌之后立刻用壓濾機(EIMCO)清洗和過濾所得到的凝膠漿，直到濾液傳導率在3000iimho以下。然后，將所得到的產(chǎn)物空氣凈化12分鐘，隨后旋轉氣流干燥(APV)所得到的凝膠濕濾餅。實例XXI(鎂共凝膠，30加侖反應器)將79公升的水引入過濾給料槽。然后將62.2cc的50.8%Mg(0H)2漿添加到其中，并將溶液加熱到9(TC。然后，在30加侖的反應器中，將13公升的室溫硫(11.4重量％)酸在充分攪拌作用下引入，但以最小噴濺(如上所述)被攪拌。然后，在室溫下以兩個階段開始添加硅酸鈉(3.3摩爾比率，24.7重量％)。第一階段中硅酸鹽添加的速率為O.26公升/分鐘直到pH等級約為2.5。此后，以0.13公升/分鐘的速率啟動第二階段的硅酸鹽添加，直到pH達到約2.85。隨后，停止硅酸鹽添加并將所得到的批量的pH手動調節(jié)為3.00。然后，將反應批量抽入過濾給料槽中，在不啟動攪拌的情況下將溫度保持約9(TC。在22分鐘之后，攪拌給料槽中的批量一次1分鐘，以及在44分鐘時間點攪拌1分鐘(二者都處于500rpm)。在第二次攪拌之后立刻用壓濾機(EIMCO)清洗和過濾所得到的凝膠漿，直到濾液傳導率在3000iimho以下。然后，將所得到的產(chǎn)物空氣凈化12分鐘，隨后旋轉氣流干燥(APV)所得到的凝膠濕濾餅。實例XXII(鎂共凝膠，400加侖反應器)將800公升的水引入過濾給料槽。然后，向其添加0.72公升的50.8%的Mg(0H)2漿，并使用蒸汽噴射將所得到的溶液加熱到90°C。給料槽中最終的體積大約為960公升。在400加侖的反應器中，將150公升的室溫硫(11.4重量％)酸在充分攪拌作用下引入，但以最小噴濺被攪拌。然后，在室溫下以兩個階段開始添加硅酸鈉(3.3摩爾比率，24.7重量％)。第一階段中硅酸鹽添加的速率為3公升/分鐘直到pH等級約為2.5。此后，以1.5公升/分鐘的速率啟動第二階段的硅酸鹽添加，直到pH達到約2.85。停止硅酸鹽添加并將所得到的批量的pH手動調節(jié)為3.00。然后，將反應批量抽入過濾給料槽中，在不啟動攪拌的情況下將溫度保持約9(TC。在22分鐘之后，攪拌給料槽中的反應批量一次1分鐘，以及在44分鐘時間點攪拌1分鐘(二者都處于500rpm)。在第二次攪拌之后立刻用壓濾機(EMCO)清洗和過濾所得到的凝膠漿，直到濾液傳導率在3000iimho以下。然后，將所得到的產(chǎn)物空氣凈化10分鐘，所得到的濕濾餅被清洗并稀釋為約7-8%固體含量，然后噴霧干燥所得到的濕濾餅。比較實例(比較腐蝕性SG408)在285ml的水中將15克的SG408(W.R.Grace的硅膠產(chǎn)品)漿化，向其添加充足量的10%的NaOH以將槳pH上升到約9.02。在干燥所得到的槳之后，測量pH約為9.6。樣品分析-化學和物理特性隨后分析從上述實例中選擇的樣品的不同特性，包括孔體積和直徑、滯后、表面積、清洗時間(確定從所生產(chǎn)的凝膠中去除多余鹽所需的時間長度)、耐磨性和油過濾能力，所有都根據(jù)先前列出的測試協(xié)議。下面以列表形式列出結果表I:烘爐干燥凝膠樣品的化學特性16<table>tableseeoriginaldocumentpage17</column></row><table>表II:通過修改的工序制成的凝膠的化學特性<table>tableseeoriginaldocumentpage17</column></row><table>表III:比較工業(yè)性凝膠和腐蝕性處理的凝膠實例<table>tableseeoriginaldocumentpage17</column></row><table>表I的凝膠示出了與表III的工業(yè)性凝膠類似的特性。另外，表II(實例X、XI和XII)的腐蝕性凝膠與簡單后凝膠腐蝕性處理的工業(yè)性可用凝膠相比顯示出極為不同的孔體積和孔徑，示出了新的腐蝕性凝膠生產(chǎn)方法如何允許生產(chǎn)這種新的凝膠材料。表IV:利用不同摩爾比硅酸鹽反應物生產(chǎn)的酸性凝膠<table>tableseeoriginaldocumentpage17</column></row><table>即使利用不同的摩爾比硅酸鹽反應物，新方法也能提供與對工業(yè)性可用凝膠進行化學分析類似的凝膠。表V:對于快速鹽去除的清洗時間比較<table>tableseeoriginaldocumentpage18</column></row><table>這些結果表明縮短清洗時間的優(yōu)點能夠提供非常有效的凝膠制造過程。表￥1:酸性和腐蝕性凝膠的耐磨性比較<table>tableseeoriginaldocumentpage18</column></row><table>表VII:新凝膠和工業(yè)性凝膠(SG408)的磨損測試比較<table>tableseeoriginaldocumentpage19</column></row><table>因此，經(jīng)由新的制造方法可以得到不同硬度(耐磨性)的凝膠。此外，通過這些新方法提供了比工業(yè)性可用凝膠更軟的凝膠，尤其是性質上的腐蝕性。當與上面列出的化學特性相結合時，顯然腐蝕性凝膠與這種工業(yè)性可用凝膠完全不同。表VIII:通過不同干燥步驟制成的凝膠的比較<table>tableseeoriginaldocumentpage20</column></row><table>表IX:通過不同干燥步驟制成的凝膠的比較<table>tableseeoriginaldocumentpage20</column></row><table>與具有低孔體積(0.63cc/g)、小孔徑大小和大表面積(709m7g)的酸性凝膠相比，腐蝕性凝膠和合成凝膠都是基礎的并且具有較大的孔體積、較大的孔大小和較小的表面積。合成凝膠顯示出比腐蝕性凝膠還大的總孔體積(大于lcc/g)，意外且同時表示出較大的表面積(大于350m7g)。如此，出現(xiàn)結果是非常意外的，因為違反了孔體積的增加會導致表面積增大的慣例。通常，表面積隨著孔體積的增加而減小是正確的。不理解如何實現(xiàn)該結果，但至少通過這些實例示出了通過腐蝕性pH曝光(而不是高溫老化)控制硅膠形態(tài)的能力。在本發(fā)明的方法中，不溶水(例如，氫氧化鈣)反應物在最終制成的硅膠產(chǎn)品方面與水溶性(例如，氫氧化鈉)反應物大大不同。腐蝕性凝膠和合成凝膠之間最大的特性差異在于孔徑、孔體積和表面積之間的關系。對于腐蝕性凝膠，孔體積和孔徑隨著表面積的減小而增大。雖然合成凝膠看起來使孔體積最大，并對孔徑和表面積具有較小影響。可由此進行的不同干燥步驟提供了更多有效干燥方法的可利用性以生產(chǎn)有效的凝膠材料。#口口口條-耐蓋力然后，進行測試以分析特定合成和腐蝕性凝膠從使用的食用油中過濾游離脂肪酸(FFA)的能力。通常的方法是測量濫用食用油(高度濫用(通常被定義為在典型油炸溫度下使用多于四個油炸周期的油)或輕度濫用(通常被定義為在典型油炸溫度下使用一個油炸周期的油))的已知量并加熱到310-330°F;添加預定量的吸附劑(2-6%)并攪拌5分鐘；持續(xù)加熱并嚴格攪拌5分鐘，此后通過在適當Buchner漏斗上支撐的70cmft4Whatman濾紙來過濾介質；對過濾進行計時以在最大真空度下得到從初始澆注到床上多余油消失的過濾速度的指示；以及收集濾液并使用97%甘油作為100%透明度標準來測量589nm的透明度。結果如下表X:油過濾數(shù)據(jù)-高度濫用的食用油<table>tableseeoriginaldocumentpage21</column></row><table>1來自PQ公司的硅膠材料2來自DallasGroup的硅酸鎂*微粒大小在工業(yè)性上被列出為在20和75微米之間—沒有進行測量表XI:油過濾數(shù)據(jù)-輕度濫用食用油<table>tableseeoriginaldocumentpage22</column></row><table>表XII:油過濾數(shù)據(jù)-輕度濫用食用油(合成凝膠)<table>tableseeoriginaldocumentpage22</column></row><table>因此，本發(fā)明的凝膠顯示出可以與工業(yè)性可用食用油過濾產(chǎn)品相比較的可用性。期望這種新凝膠在其他領域也顯示出極好的特性。雖然結合優(yōu)選實施例和實踐描述并公開了本發(fā)明，但不應將本發(fā)明限于這些具體的實施例，而是覆蓋可通過所附權利要求和其等效物的范圍限定的等效結構以及所有可選實施例和變更。權利要求一種腐蝕性合成硅膠，表現(xiàn)出至少1.00cc/g的孔體積和至少350m2/g的表面積。2.根據(jù)權利要求1所述的腐蝕性合成硅膠，其中，所述硅膠其上包括至少一種堿土金屬物質。3.根據(jù)權利要求1所述的腐蝕性合成硅膠，其中，所述至少一種堿土金屬物質是從由鈣、鎂或二者結合所構成的組中選取的。4.一種油過濾介質，包括如權利要求1所述的至少一種腐蝕性合成硅膠。5.—種油過濾介質，包括如權利要求2所述的至少一種腐蝕性合成硅膠。6.—種油過濾介質，包括如權利要求3所述的至少一種腐蝕性合成硅膠。7.—種生產(chǎn)腐蝕性合成硅膠材料的方法，包括以下處理步驟a)首先通過將堿金屬硅酸鹽添加到無機酸中來生產(chǎn)硅酸溶膠，其中，反應發(fā)生在1.5與4.0之間的目標pH等級；b)可選地在存在用于增加pH的非水溶性pH調節(jié)材料的情況下，使所述硅酸溶膠在熱水介質中進行淬火，以將所述溶膠固化為聚多硅酸凝膠；c)可選地在存在用于增加pH的非水溶性pH調節(jié)材料的情況下，在鹽水中老化在步驟"b"中得到的凝膠；d)清洗步驟"c"中老化的凝膠以除去多余的鹽；以及e)干燥步驟"d"中清洗的凝膠以形成干腐蝕性硅膠，其中，在步驟"b"和"c"的一個或兩個中至少包括可選存在的非水溶性pH調節(jié)材料。8.根據(jù)權利要求7所述的方法，其中，從由堿土金屬氫氧化物構成的組中選擇所述非水溶性pH調節(jié)材料。9.根據(jù)權利要求8所述的方法，其中，所述堿土金屬氫氧化物為氫氧化鈣或氫氧化鎂。全文摘要提供了新的硅膠材料及制造其的新方法。該方法本身需要反應物在一鍋法處理中混合在一起，使得老化所需的時間被減少而無需危及實現(xiàn)孔徑大小生產(chǎn)的能力。以這種方式，反應物的pH推動孔徑大小發(fā)展，從而允許源于時間上減少的昂貴清潔/過濾步驟而所跟隨的更加有效的處理(如果不完全的話)。此外，在一個實施例中，所得到的凝膠材料顯示出特定的孔徑大小最小化，同時顯示出迄今為止沒有得到的柔軟度。如此，不僅該新方法在硅膠制造方面更加有效，而且所得到的材料也是新穎的。如此制成的凝膠材料可以被用在各種不同的最終使用中，諸如食用油過濾、軟皮清潔劑、牙科磨料等。新凝膠材料的制造和使用方法及其該材料本身(尤其是腐蝕性和合成凝膠)由此包括在本發(fā)明中。文檔編號C01B33/12GK101795965SQ200880022149公開日2010年8月4日申請日期2008年6月3日優(yōu)先權日2007年6月27日發(fā)明者加里·W·洛克,敦武華申請人:J.M.休伯有限公司