專利名稱：：一種可調(diào)節(jié)孔結(jié)構(gòu)的硅膠制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明公開一種可調(diào)節(jié)孔結(jié)構(gòu)的硅膠制備方法。其屬于無機(jī)化工
技術(shù)領(lǐng)域：
。硅膠是一種多孔性物質(zhì)，它的良好化學(xué)惰性以及高吸附性能在工業(yè)上作為吸附劑，也作為催化劑載體、填充劑、柱層析吸附劑。對于用途不同的硅膠，要求具有不同的孔結(jié)構(gòu)。CN1031822A采用溶液加壓熱處理來提高硅膠孔半徑。該方法缺點(diǎn)是按專利要求制成硅膠后需在高壓釜內(nèi)進(jìn)行溶液加壓熱處理。日本學(xué)者TadoniroMurakata等人提出了“在凝膠化反應(yīng)中添加無機(jī)鹽和表面活性劑來調(diào)節(jié)硅膠孔分布”，這種方法因在表面活性劑中進(jìn)行凝膠化反應(yīng)，不利于硅膠骨架壯固。本發(fā)明目的是提供一種可調(diào)節(jié)孔結(jié)構(gòu)的硅膠制備方法，這種硅膠強(qiáng)度好、遇水不裂。其孔結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)范圍平均孔半徑0.004～0.015μ，比表面積在80～500m2/g，孔容0.3～1.2cm3/g。制備方法如下水凝硅膠制備采用傳統(tǒng)工藝。即10～25％濃度水玻璃與2N工業(yè)硫酸混合，調(diào)節(jié)PH6.5～10然后按專利US2647875所披露的油柱成型裝置“滴球成形”，所生成的水凝硅膠由水層提出。其中油層溫度控制在50～95℃。上述過程中控制凝膠化反應(yīng)PH值，制得不同類型的硅膠。即粗孔、細(xì)孔硅膠。本發(fā)明發(fā)明點(diǎn)是制成的水凝硅膠通過老化處理制得本發(fā)明目的所規(guī)定的硅膠。老化處理將滴球成形的水凝硅膠，經(jīng)水洗后置于表面活性劑溶液中，浸泡4～48小時(shí)，溫度30～95℃。通過采用不同老化條件(表面活性劑濃度、溫度、時(shí)間)可以制得不同孔結(jié)構(gòu)的硅膠。干燥處理將老化后硅凝膠經(jīng)熱風(fēng)烘干24小時(shí)、溫度80～120℃?；罨幚砀稍锖蠊枘z在550℃馬弗爐中焙燒3～8小時(shí)。本發(fā)明所選用的表面活性劑包括陽離子表面活性劑如烷基鹵化銨、苯扎溴銨；陰離子表面活性劑如烷基苯磺酸鈉、烷基醇醚硫酸鈉；非離子表面活性劑如烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪酸聚氧乙烯醚、辛基酚醚-90、月桂酸單乙醇酰胺聚氧乙烯醚等聚氧乙基化合物；兩性表面活性劑如甜菜堿等。本發(fā)明所選用復(fù)配型表面活性劑是指任一種表面活性劑和水溶性高分子化合物或無機(jī)物配制而成。也可以表面活性劑之間(包括同類表面活性劑)配制而成。如非離子和陽離子表面活性劑復(fù)配如烷基酚聚氧乙烯醚和十六烷基三甲基溴化銨搭配；非離子和陰離子復(fù)配如烷基酚聚氧乙烯醚和烷基苯磺酸鈉搭配；陽離子和陰離子復(fù)配如十六烷基三甲基溴化銨和烷基苯磺酸鈉搭配；非離子和無機(jī)鹽復(fù)配如烷基酚聚氧乙烯醚和NH4Cl搭配；陰離子和水溶性高分子化合物復(fù)配如烷基苯磺酸鈉和聚乙烯醇-124搭配等；非離子和非離子表面活性劑復(fù)配如脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉和烷基酚聚氧乙烯醚搭配。下面實(shí)施例是對本發(fā)明的說明，并不是對本發(fā)明范圍的限定。實(shí)施例1.2N工業(yè)硫酸和16.1％水玻璃由噴嘴處混合，調(diào)節(jié)PH值6.5～7，然后油柱成形，油柱溫度50℃、水凝膠由柱下端水層提取。水凝膠用去離子水洗滌，然后再去老化。老化溫度40～90℃。老化介質(zhì)為甜菜堿(濃度0～0.5％)、老化時(shí)間4～48小時(shí)，老化后凝膠經(jīng)濾水去干燥、干燥溫度100℃，時(shí)間20小時(shí)，最后馬弗爐550℃活化3小時(shí)，制得硅膠樣品。樣品孔容由CCl4-十六烷法測定，測定結(jié)果列表一。實(shí)施例2.硅凝膠的制備方法同實(shí)施例1。老化介質(zhì)為脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉(濃度0.2wt％)老化時(shí)間24小時(shí)。老化后去干燥、焙燒制得硅膠樣品。樣品的孔結(jié)構(gòu)由壓汞儀測定，測得結(jié)果如下孔容1.1355cm3/g，比表面積462.5m2/g，平均孔半徑49.1A°。實(shí)例3.2N硫酸和16.1％水玻璃由噴嘴處混合，調(diào)節(jié)PH7～7.5，然后油柱成型，成型后水凝膠經(jīng)去離子水洗滌后去老化，老表一</tables>化介質(zhì)為烷基酚聚氧乙烯醚和烷基苯磺酸鈉(濃度分別為0.25WT％，0.25WT％)的復(fù)配型表面活性劑，老化溫度90℃，老化時(shí)間24小時(shí)，干燥焙燒后樣品用壓汞儀測得結(jié)果為孔容1.1069cm3/g，比表面積338.2m2/g，平均孔半徑為62.5A°。實(shí)施例4.2N硫酸和16.1％水玻璃由噴嘴處混合調(diào)節(jié)PH8～10范圍內(nèi)，然后油柱成型，成型后水凝膠經(jīng)無離子水洗滌去老化，老化介質(zhì)為烷基酚聚氧乙醚和十六烷基三甲基溴化銨(濃度分別為0.25wt％，0.25wt％)的復(fù)配型表面活性劑，老化溫度90℃，老化時(shí)間24小時(shí)，干燥、焙燒后樣品孔結(jié)構(gòu)用壓汞儀測定，測定結(jié)果如下孔容o.7233cm3/g，比表面積100.6m2/g，平均孔半徑148.3A°。實(shí)施例5.硅膠制備方法同實(shí)施例4，老化介質(zhì)為十六烷基三甲基溴化銨和烷基苯磺酸鈉(濃度分別為0.25wt％，0.25wt％)復(fù)配型表面活性劑，孔結(jié)構(gòu)測定結(jié)果為孔容0.6949cm3/g，比表面積125.0m2/g，平均孔半徑110.8A°。實(shí)施例6.硅膠制備方法同例4。老化介質(zhì)與例5相同，老化溫度為30℃。孔結(jié)構(gòu)測定結(jié)果為孔容0.5745cm3/g，比表面積98.6m2/g，平均孔半徑為116.5A°。實(shí)施例7.硅凝膠制備方法同例4。老化介質(zhì)為脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉和氯化銨(濃度分別為0.25wt％，0.25wt％)的復(fù)配物，孔結(jié)構(gòu)測定結(jié)果為孔容0.6854cm3/g，比表面積78.4m2/g，平均孔半徑為174.8A°。實(shí)施例8.硅凝膠制備方法同例3，老化介質(zhì)為烷基苯磺酸鈉和聚乙烯醇-124(濃度0.25wt％，0.25wt％)的復(fù)配物。孔結(jié)構(gòu)測定結(jié)果為孔容0.9789cm3/g，比表面積295.1m2/g，平均孔徑66.3A°。實(shí)施例2-8列于表2，由表-2可以看出，各種表面活性劑作為老化介質(zhì)對硅膠孔結(jié)構(gòu)的影響。從表1可以得出采用不同老化條件(表面活性劑濃度、溫度、時(shí)間)可以得到不同孔容的硅膠。從表2可以得出選擇各種不同老化介質(zhì)可以得到不同類型孔結(jié)構(gòu)的硅膠。表2*括號()內(nèi)數(shù)據(jù)指不加表面活性劑的對比實(shí)驗(yàn)測求值權(quán)利要求1.一種可調(diào)節(jié)孔結(jié)構(gòu)的硅膠制備方法，首先由10～25％濃度硅酸鈉水溶液與2N工業(yè)純硫酸混合調(diào)節(jié)PH6.5～10范圍內(nèi)，油柱成型，制成水凝硅膠。然后進(jìn)行水洗、老化、干燥、焙燒等后處理工藝。其特征在于老化處理是將制得的水凝硅膠置于表面活性劑水溶液中，浸泡4～48小時(shí)，溫度30～95℃。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述制備方法，其特征在于所述的表面活性劑可以選用陽離子表面活性劑如烷基季胺鹽，烷基吡啶鹽；陰離子表面活性劑如烷基苯磺酸鹽，烷基醇醚硫酸酯鹽，烷基羧酸鹽，磷酸酯鹽；非離子表面活性劑如聚乙氧基化合物，聚醚型非離子表面活性劑以及兩性表面活性劑如羧酸鹽型，硫酸酯型，磺酸型兩性表面活性劑。3.按權(quán)利要求1所述制備工藝方法，其特征在于所述復(fù)配型表面活性劑可以選用表面活性劑、水溶性高分子化合物、無機(jī)物，上述二種以上(含二種)溶液配制使用之。(其中必須有一種為表面活性劑)例如非離子和陽離子表面活性劑復(fù)配如烷基酚聚氧乙烯醚和烷基三甲基溴化銨搭配，非離子和陰離子復(fù)配如烷基酚聚氧乙烯醚和烷基苯磺酸鈉搭配，陽離子和陰離子復(fù)配如烷基三甲基溴化銨和烷基苯磺酸鈉搭配，非離子和無機(jī)鹽復(fù)配如烷基酚聚氧乙烯醚和NH4Cl搭配，陰離子和水溶性高分子化合物復(fù)配如烷基苯磺酸鈉和聚乙烯醇-124搭配，非離子和非離子復(fù)配如脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉和烷基酚聚氧乙烯醚搭配。4.根據(jù)權(quán)利1所述制備工藝方法所制得的硅膠，其特征在于該硅膠的平均孔徑在0.004～0.015μ，平均比表面積在80～500m2/g，孔容0.3～1.2cm3/g。全文摘要本發(fā)明公開一種可調(diào)節(jié)孔結(jié)構(gòu)的硅膠制備方法。該方法在采用傳統(tǒng)“油柱成型”裝置制備水凝硅膠之后,使用表面活性劑作為老化介質(zhì),經(jīng)老化、干燥、焙燒后制得的硅膠其平均孔徑在0.004～0.015μ,比表面積在80～500m文檔編號C01B33/00GK1173465SQ96117058公開日1998年2月18日申請日期1996年8月13日優(yōu)先權(quán)日1996年8月13日發(fā)明者馮仰渝,吳惠興,余布谷,丁國來申請人:中國石化金陵石油化工公司,中國石化金陵石化公司研究院