Изобретение относится к способу получения модифицированного кремнезема, который может быть использован в хроматографии и при концентрировании ионов металла.
Известен способ получения модифицированного кремнезема, включающий прививку органических и кремнийорганических радикалов путем ультраобработки кремнезема с органическим или элементорганическим соединением (авторское свидетельство СССР № 700441, С 01 В 33/10, 1979).
Недостатком данного способа являются многостадийность процесса, высокая температура и продолжительность процесса.
Наиболее близким является способ получения модифицированного кремнезема, заключающийся в обработке кремнезема, содержащего аминопропильные группы в среде неводного растворителя кетоном или альдегидом и эфиром фосфористой кислоты при 55-65°С в течение 2-10 часов (авторское свидетельство СССР № 1613130, С 01 В 33/12, 1988).
Недостатком этого способа являются многостадийность процесса, использование растворителя и длительность процесса.
Задачей предлагаемого технического решения является разработка нового высокоэффективного способа получения модифицированного кремнезема в одну стадию и без применения растворителей.
Техническим результатом является упрощение способа модификации кремнеземов и увеличение содержания привитых групп в модифицированном продукте.
Поставленный технический результат достигается тем, что получение модифицированного кремнезема, включающего обработку кремнеземного носителя фосфорсодержащим модификатором, причем в качестве носителя используют кремнезем марки БС-50, а обработку его проводят диметилфосфитом при массовом соотношении 1:1-3 соответственно, температуре 160-180°С в течение 2-3 часов.
Сущность изобретения заключается в следующем.
Взаимодействие кремнезема с диметилфосфитом протекает по следующей схеме:
Данная реакция протекает при температуре 160-180°С по гидроксильным группам кремнезема. В результате данной реакции выделяется метанол. Реакция протекает в течение 3-х часов до полного выделения метанола. Далее модифицированный кремнезем экстрагировался в аппарате Сокслета ацетоном в течение 2-3 часов для удаления избытка диметилфосфита. В результате взаимодействия кремнезема и диметилфосфита образуется модифицированный продукт, в состав которого входит фосфор. Наличие химически связанного фосфора в продуктах модификации подтверждают данными ИК-спектральных исследований. Полученные данные показывают, что в отличие от исходного кремнезема в ИК-спектрах модифицированного кремнезема появляются полосы, характерные для деформационных колебаний - Р-Н-групп в области 2300-2400 см-1. Интенсивность пропускания указанной полосы возрастает с увеличением содержания фосфора в полученных продуктах.
Нами было изучено влияние на степень фосфорилирования кремнезема температуры, соотношения реагентов, продолжительности обработки. Результаты представлены в таблице.
Из анализа таблицы видно, что с повышением температуры от 160 до 180°С и избытка диметилфосфита содержание фосфора в исходном кремнеземе возрастает и достигает максимального количества 10,24%. Содержание фосфора определяли на фотокалориметре по ГОСТу 208512-75.
Модифицированный кремнезем проявляет катионобменные свойства за счет перехода фосфора P(V) в фосфор Р(П1) по схеме:
При максимальном содержании фосфора (10.24%) статическая обменная емкость модифицированного кремнезема составила 8,56 мг·экв/г. Статическую обменную емкость определяют по стандартной методике (ГОСТ 20255.1-89. Метод определения статической обменной емкости. Издательство стандартов, 1989. - 112 с.).
Изобретение иллюстрируется следующими примерами.
Пример 1. К 10 г кремнезема добавляют 10 г диметилфосфита (массовое соотношение 1:1). Реакционную смесь помещают в колбу на 100 мл и начинают нагревать до 160°С в течение 3-х часов до полного выделения метанола. После этого реакционную массу экстрагируют в аппарате Сокелетта ацетоном до полного удаления непрореагировавшего диметилфосфита, после чего продукт сушат при температуре 80-100°С и определяют содержание привитых фосфорсодержащих групп в кремнеземе фотокалориметрическим методом. Содержание фосфора в кремнеземе составляет 8,62%.
Пример 2. В отличие от примера 1 модификацию кремнезема осуществляли при соотношении кремнезема и диметилфосфита 1:2 при 170°С в течение 2,5 часов, в результате получаем модифицированный кремнезем с содержанием фосфора 9,87%.
Пример 3. В отличие от примера 1 модификацию кремнезема осуществляли при соотношении кремнезема и диметилфосфита 1:3 при 180°С в течение 2 часов, в результате получаем модифицированный кремнезем с содержанием фосфора 10,24%.
Пример 4-9. Осуществляют аналогично примеру 1, изменяя массовое соотношение кремнезема и диметилфосфита и результаты приведены в таблице.
Из представленных данных видно, что изменение массового соотношения кремнезем: диметилфосфит меньше или больше заявленных снижает количество привитых группировок. Такая же закономерность наблюдается и при уменьшении температуры до 160°С и ниже. Повышение температуры выше 180°С нецелесообразно, так как при этой температуре начнется испарение диметилфосфита. Снижение продолжительности реакции ниже 2-х часов приведет к уменьшению степени прививки, что нежелательно. Увеличение продолжительности реакции выше 3-х часов нецелесообразно.
Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного изобретения следующей совокупности условий:
- средство, воплощающее заявленное изобретение при его использовании, предназначено для использования в качестве промышленного катионита на основе модифицированного кремнезема;
- для заявленного изобретения в том виде, как оно охарактеризовано в формуле изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью описанных в заявке и известных до даты приоритета средств и методов;
- средство, воплощающее заявленное изобретение при его осуществлении, способно обеспечить достижение технического результата.
Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию “промышленная применимость”.
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
Способ получения сорбента для извлечения ионов металлов из растворов | 1988 |
|
SU1613129A1 |
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ХИРАЛЬНОЙ ПЛАНАРНОЙ ПЛАСТИНЫ ДЛЯ ТОНКОСЛОЙНОЙ ХРОМАТОГРАФИИ ОПТИЧЕСКИХ ИЗОМЕРОВ | 2012 |
|
RU2545315C2 |
Химически модифицированный носитель на основе кремнезема и способ его получения | 1982 |
|
SU1097558A1 |
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГИДРОФОБНОГО ДИСПЕРСНОГО МАТЕРИАЛА | 1996 |
|
RU2089499C1 |
Способ получения кремнезема с фосфонильными группами на поверхности | 1980 |
|
SU945156A1 |
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ НАПОЛНЕННЫХ КРЕМНЕЗЕМОМ ЭЛАСТОМЕРНЫХ КОМПОЗИЦИЙ | 2005 |
|
RU2407758C2 |
Способ получения кремнезема, модифицированного эфиром фосфоновой кислоты | 1988 |
|
SU1613130A1 |
Способ получения сорбента для жидкостной хроматографии | 1990 |
|
SU1721504A1 |
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СОРБЕНТА ДЛЯ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ИОНОВ МЕТАЛЛОВ ИЗ РАСТВОРОВ | 2002 |
|
RU2216398C1 |
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГИДРОФОБНОГО, ОРГАНОФИЛЬНОГО КРЕМНЕЗЕМА | 1999 |
|
RU2152967C1 |
Изобретение относится к способу получения модифицированного кремнезема, который может быть использован в хроматографии и при концентрировании ионов металла. Получение модифицированного кремнезема включает обработку кремнеземного носителя фосфорсодержащим модификатором, причем в качестве носителя используют кремнезем марки БС-50, а обработку его проводят диметилфосфитом при массовом соотношении 1:1-3 соответственно, температуре 160-180°С в течение 2-3 часов. Техническим результатом является упрощение способа модификации кремнеземов и увеличение содержания привитых групп в модифицированном продукте. 1 табл.
Способ получения модифицированного кремнезема, включающий обработку кремнеземного носителя фосфорсодержащим модификатором, отличающийся тем, что в качестве носителя используют кремнезем марки БС-50, а обработку его проводят диметилфосфитом при массовом соотношении 1:1-3, температуре 160-180°С в течение 2-3 ч.
Способ получения кремнезема, модифицированного эфиром фосфоновой кислоты | 1988 |
|
SU1613130A1 |
Способ получения сорбента для извлечения ионов металлов из растворов | 1988 |
|
SU1613129A1 |
Способ модифицирования высокодисперсного кремнезема | 1989 |
|
SU1682306A1 |
Способ получения кремнезема с фосфонильными группами на поверхности | 1980 |
|
SU945156A1 |
2,6-Диметил-4-[аммоний(фосфоний)бромид]метилфенилизоцианаты в качестве модификаторов кремнеземов, активированных аминогруппами | 1990 |
|
SU1839170A1 |
Авторы
Даты
2005-06-27—Публикация
2004-06-07—Подача