一種大孔容硅膠載體的制備方法
【專利摘要】本發明提出一種大孔容硅膠載體的制備方法，用于解決現有硅膠載體存在孔容、孔徑偏小的問題。大孔容硅膠載體的制備方法包括：將水解硅源、助劑和去離子水按照預設比例混合均勻并沉淀過濾，生成硅水解溶液備用；將稀釋至預設濃度的無機酸與硅水解溶液混合生成硅酸溶膠；調節硅酸溶膠的PH值至產生硅酸凝膠；在預設條件下對硅酸凝膠進行加水陳化生成硅酸凝膠粒，并對硅酸凝膠粒進行洗脫過濾，得到洗脫過濾后的硅酸凝膠粒；在預設條件下，將洗脫過濾后的硅酸凝膠粒烘干灼燒，獲得大孔容硅膠載體。本發明的大孔容硅膠載體的制備方法制得的硅膠載體孔容可在2.0～3.5ml/g或更大，堆積比重小于300g/L，孔徑大于40nm。
【專利說明】一種大孔容硅膠載體的制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及生物醫藥和催化【技術領域】，特別是指一種大孔容硅膠載體的制備方法。
【背景技術】
[0002]硅膠具有特殊的孔結構，大的比表面積和優良的熱穩定性，被廣泛應用于吸附劑、干燥劑、增稠劑、消光劑、電池電子材料和催化劑載體等各個工業領域。近年來，聚乙烯材料已成為國民經濟必不可少的一部分，且得到迅猛的發展，聚乙烯的生產方法有氣相法、淤漿法和溶液法三種生產工藝
[0003]目前在氣相法聚合聚乙烯催化劑制備過程中，硅膠作為一種載體已經得到廣泛的使用。利用該載體制成的催化劑主要用于LLDPE (Linear Low-DensityPolyethy - lene,線型低密度聚乙烯)的生產。目前使用的硅膠載體，其孔特性為:孔容1.6ml/g,比表面積30(T350m2/g，平均粒度40~50 μ m。利用該載體制備的催化劑活性只能達到300(T4000gPE/gcat，這樣使得聚乙烯的生產成本居高不下，國外的最新研究表明，利用大孔容、大比表面積特種硅膠載體制備的催化劑活性可達到600(T7000gPE/gCat，這樣可使生產裝置在不變的情況下使生產效率大幅度提高，使生產成本進一步降低，該載體的孔特性為:孔容2.4~2.8ml/g,比表面積50(T600m2/g，平均粒度50-?50μπι。但是，該載體仍存在孔容、孔徑偏小，大分子不易被吸附或分離，比表面積偏小的缺點，從而在部分工業、醫藥提純及色譜等領域已經被大孔樹脂產品所替代，由于其具有大孔樹脂無法替代的物理性質，使其在某些應用領域及新技術新材料的開發受到一定的重視，因此本發明的產品對新材料新技術的發展具有特殊的意義。
【發明內容】
[0004]本發明提出一種大孔容硅膠載體的制備方法，解決了現有技術中硅膠載體存在孔容、孔徑偏小的問題。
[0005]本發明的技術方案是這樣實現的:
[0006]一種大孔容硅膠載體的制備方法，包括以下步驟:
[0007]將水解硅源、助劑和去離子水按照預設比例混合均勻并沉淀過濾，生成硅水解溶液備用；
[0008]將稀釋至預設濃度的無機酸與所述硅水解溶液混合生成硅酸溶膠；
[0009]調節所述硅酸溶膠的PH值至產生硅酸凝膠；
[0010]在預設條件下對所述硅酸凝膠進行加水陳化生成硅酸凝膠粒，并對所述硅酸凝膠粒進行洗脫過濾，得到洗脫過濾后的硅酸凝膠粒；
[0011]在預設條件下，將所述洗脫過濾后的硅酸凝膠粒烘干灼燒，獲得大孔容硅膠載體。
[0012]進一步地，所述將水解硅源、助劑和去離子水按照預設比例混合均勻并沉淀過濾，生成娃水解溶液備用的步驟具體為:[0013]將水解硅源、助劑和去離子水按照45~80:0.05~2:20~50的摩爾比混合均勻，在15°C~35°C溫度下配制成12~30波美度的溶液，沉淀過濾后生成硅水解溶液備用。
[0014]優選地，所述水解硅源為硅酸鈉、正硅酸乙酯、氧基硅烷中的任意一種或多種。
[0015]進一步地，所述將稀釋至預設濃度的無機酸與所述硅水解溶液混合生成硅酸溶膠的步驟具體為:
[0016]將無機酸稀釋至濃度為3.02mol/L~21.38mol/L ；
[0017]將所述硅水解溶液加入所述濃度為3.02mol/L~21.38mol/L的無機酸中進行混合生成硅酸溶膠。
[0018]進一步地，所述在預設條件下對所述硅酸凝膠進行加水陳化生成硅酸凝膠粒，并對所述硅酸凝膠粒進行洗脫過濾，得到洗脫過濾后的硅酸凝膠粒的步驟具體為:
[0019]在20°C~90°C溫度下對所述硅酸凝膠進行加水陳化2~48小時，加入質量分數為
0.04、.23%的無機酸，再加入所述助劑調節所述加水陳化的硅酸凝膠的PH值為7，繼續反應8~24小時,生成娃酸凝膠粒；
[0020]將所述硅酸凝膠粒在PH值為6.5~8.0條件下洗脫過濾，并控制雜質含量小于lOppm、電導率小于等于50 μ S/cm,得到洗脫過濾后的娃酸凝膠粒。
[0021]優選地，所述無機酸為硫酸、硝酸、鹽酸、磷酸、氯酸中的任意一種或多種。
[0022]優選地，所述助劑為十二胺、尿素、氨水、螯合劑、表面活性劑中的任意一種或多種。
[0023]優選地，所述用于調節所述加水陳化的硅酸凝膠的PH值的助劑的質量分數為
0.01~0.25%。
[0024]進一步地，所述在預設條件下，將所述洗脫過濾后的硅酸凝膠粒烘干灼燒，獲得大孔容硅膠載體的步驟具體為:
[0025]在100°C~500°C溫度下，將所述洗脫過濾后的硅酸凝膠粒烘干灼燒3~18小時，獲得大孔容硅膠載體。
[0026]本發明的有益效果為:
[0027]1、本發明所述的大孔容硅膠載體的制備方法制得的硅膠載體，其孔容可在2.0~3.5ml/g,或者更大,堆積比重小于300g/L,孔徑大于40nm。
[0028]2、本發明所述的大孔容硅膠載體的制備方法，其原料易得，成本低廉，操作簡單，不需要復雜的工藝和設施，不增加額外設備投入，易于量化生產。
[0029]3、本發明所述的大孔容硅膠載體的制備方法制得的硅膠載體，與現有的硅膠載體相比，應用領域得到擴大，可取代部分大孔樹脂，對高端電子、陶瓷、高檔涂料、食品衛生、橡膠、生物醫藥、日用化學品、環境保護、石油化工、新能源電池材料、航空航天及軍事技術等領域的應用和新產品開發起到無可替代的作用。
[0030]4、本發明所述的大孔容硅膠載體的制備方法制得的硅膠載體，已經超過或與國際一流產品的性能相同，可取代大部分依賴進口的高檔產品，并可實現出口創匯，市場前景廣闊，可實現較高的經濟效益。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0031]為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0032]圖1為本發明一種大孔容硅膠載體的制備方法的步驟流程圖。
【具體實施方式】
[0033]下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。
[0034]如圖1所示，本發明所述的一種大孔容硅膠載體的制備方法，包括以下步驟:
[0035]將水解硅源、助劑和去離子水按照預設比例混合均勻并沉淀過濾，生成硅水解溶液備用；
[0036]將稀釋至預設濃度的無機酸與所述硅水解溶液混合生成硅酸溶膠；
[0037]調節所述硅酸溶膠的PH值至產生硅酸凝膠；
[0038]在預設條件下對所述硅酸凝膠進行加 水陳化生成硅酸凝膠粒，并對所述硅酸凝膠粒進行洗脫過濾，得到洗脫過濾后的硅酸凝膠粒；
[0039]在預設條件下，將所述洗脫過濾后的硅酸凝膠粒烘干灼燒，獲得大孔容硅膠載體。
[0040]下面提供本發明所述的一種大孔容硅膠載體的制備方法的實施例，以進一步進行說明:
[0041]1、將水解硅源、助劑和去離子水按照45~80:0.05~2:20~50的摩爾比混合均勻，在15°C~35°C溫度下配制成12~30波美度的溶液，沉淀過濾后生成硅水解溶液備用。其中，所述水解硅源、助劑和去離子水的摩爾比可根據實際需要進行選擇，例如水解硅源、助劑和去離子水按照65:1.05:35的摩爾比混合；所述溫度可以根據實際情況，例如四季氣溫的不同，選擇不同的溫度，只要在溫度范圍內即可，例如春、夏、秋、冬分別選擇18°C、32°C、20°C、15°C ;所述溶液的波美度可根據選擇的具體溫度，通過實驗手段獲得，此為本領域技術人員的公知常識，在此不再進行贅述。
[0042]其中，優選地，所述水解硅源為硅酸鈉、正硅酸乙酯、氧基硅烷中的任意一種或多種，當然，可以選擇其它可作為水解硅源的物質，本發明對此不進行限定。
[0043]2、將無機酸稀釋至濃度為3.02mol/L~21.38mol/L ；
[0044]將所述硅水解溶液加入所述濃度為3.02mol/L^21.38mol/L的無機酸中進行混合生成硅酸溶膠
[0045]3、調節所述硅酸溶膠的PH值至產生硅酸凝膠。
[0046]4、在20°C ~90°C溫度下對所述硅酸凝膠進行加水陳化2~48小時，加入質量分數為0.04、.23%的無機酸，再加入所述助劑調節所述加水陳化的硅酸凝膠的PH值為7，繼續反應8~24小時,生成娃酸凝膠粒；
[0047]將所述硅酸凝膠粒在PH值為6.5^8.0條件下洗脫過濾，并控制雜質含量小于lOppm、電導率小于等于50 μ S/cm,得到洗脫過濾后的娃酸凝膠粒。
[0048]其中，優選地，該步驟中所述用于調節加水陳化的硅酸凝膠的PH值的助劑的質量分數為0.0I~0.25%。
[0049]其中，所述雜質具體為金屬鹽或其它物質。
[0050]5、在100°C飛00°C溫度下，將所述洗脫過濾后的硅酸凝膠粒烘干灼燒3~18小時，獲得大孔容硅膠載體。
[0051]其中，優選地，所述無機酸為硫酸、硝酸、鹽酸、磷酸、氯酸中的任意一種或多種，當然，可以選擇其它無機酸，本發明對此不進行限定。
[0052]其中，優選地，所述助劑為十二胺、尿素、氨水、螯合劑、表面活性劑中的任意一種或多種，當然，可以選擇其它類似助劑，本發明對此不進行限定。其中，螯合劑可以為乙酰基丙酮、雙硫腙等，表面活性劑可以為非離子型烯基磺酸鹽等。
[0053]本發明所述的大孔容硅膠載體的制備方法，優點為:
[0054]1、本發明所述的大孔容硅膠載體的制備方法制得的硅膠載體，其孔容可在
2.0^3.5ml/g,或者更大,堆積比重小于300g/L,孔徑大于40nm。
[0055]2、本發明所述的大孔容硅膠載體的制備方法，其原料易得，成本低廉，操作簡單，不需要復雜的工藝和設施，不增加額外設備投入，易于量化生產。
[0056]3、本發明所述的大孔容硅膠載體的制備方法制得的硅膠載體，與現有的硅膠載體相比，應用領域得到擴大，可取代部分大孔樹脂，對高端電子、陶瓷、高檔涂料、食品衛生、橡膠、生物醫藥、日用化學品、環境保護、石油化工、新能源電池材料、航空航天及軍事技術等領域的應用和新產品開發起到無可替代的作用。
[0057]4、本發明所述的大孔容硅膠載體的制備方法制得的硅膠載體，已經超過或與國際一流產品的性能相同，可取代大部分依賴進口的高檔產品，并可實現出口創匯，市場前景廣闊，可實現較高的經濟效益。
[0058]5、本發明所述的大孔容硅膠載體的制備方法制得的硅膠載體，大孔徑更易洗滌過濾，節省能源，保護環境，進一步降低了成本。
[0059]以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種大孔容硅膠載體的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: 將水解硅源、助劑和去離子水按照預設比例混合均勻并沉淀過濾，生成硅水解溶液備用； 將稀釋至預設濃度的無機酸與所述硅水解溶液混合生成硅酸溶膠； 調節所述硅酸溶膠的PH值至產生硅酸凝膠； 在預設條件下對所述硅酸凝膠進行加水陳化生成硅酸凝膠粒，并對所述硅酸凝膠粒進行洗脫過濾，得到洗脫過濾后的硅酸凝膠粒； 在預設條件下，將所述洗脫過濾后的硅酸凝膠粒烘干灼燒，獲得大孔容硅膠載體。
2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述將水解硅源、助劑和去離子水按照預設比例混合均勻并沉淀過濾，生成硅水解溶液備用的步驟具體為: 將水解硅源、助劑和去離子水按照45~80:0.05~2:20~50的摩爾比混合均勻，在15°C~35°C溫度下配制成12~30波美度的溶液，沉淀過濾后生成硅水解溶液備用。
3.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述水解硅源為硅酸鈉、正硅酸乙酯、氧基硅烷中的任意一種或多種。
4.根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述將稀釋至預設濃度的無機酸與所述硅水解溶液混合生成硅酸溶膠的步驟具體為: 將無機酸稀釋至濃度為3.02mol/L^21.38mol/L ； 將所述硅水解溶液加入所述濃度為3.02mol/L^21.38mol/L的無機酸中進行混合生成硅酸溶膠。
5.根據權利要求4所述的制備方法，其特征在于，所述在預設條件下對所述硅酸凝膠進行加水陳化生成硅酸凝膠粒，并對所述硅酸凝膠粒進行洗脫過濾，得到洗脫過濾后的硅酸凝膠粒的步驟具體為: 在20°C~90°C溫度下對所述硅酸凝膠進行加水陳化2~48小時，加入質量分數為0.04、.23%的無機酸，再加入所述助劑調節所述加水陳化的硅酸凝膠的PH值為7，繼續反應8~24小時,生成娃酸凝膠粒； 將所述硅酸凝膠粒在PH值為6.5^8.0條件下洗脫過濾，并控制雜質含量小于lOppm、電導率小于等于50 μ S/cm，得到洗脫過濾后的硅酸凝膠粒。
6.根據權利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述無機酸為硫酸、硝酸、鹽酸、磷酸、氯酸中的任意一種或多種。
7.根據權利要求6所述的制備方法，其特征在于，所述助劑為十二胺、尿素、氨水、螯合劑、表面活性劑中的任意一種或多種。
8.根據權利要求7所述的制備方法，其特征在于，所述用于調節所述加水陳化的硅酸凝膠的PH值的助劑的質量分數為0.01-0.25%。
9.根據權利要求8所述的制備方法，其特征在于，所述在預設條件下，將所述洗脫過濾后的硅酸凝膠粒烘干灼燒，獲得大孔容硅膠載體的步驟具體為: 在100°C飛00°C溫度下，將所述洗脫過濾后的硅酸凝膠粒烘干灼燒:3-18小時，獲得大孔容硅膠載體。
【文檔編號】C01B33/16GK103880024SQ201210563343
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2012年12月21日 優先權日:2012年12月21日
【發明者】張利波 申請人:青島美格斯科技有限公司