Способ модифицирования кремнезема Советский патент 1992 года по МПК C01B33/113 

Изобретение относится к химической технологии сорбентов, которые могут найти применение для поглощения, разделения и концентрирования жидких и газообразных веществ.

Существует проблема улучшения потребительских свойств модифицированных кремнеземов, в частности повышение гидролитической устойчивости привитого модифицирующего покрытия, а также уменьшения адсорбционной способности модифицированных кремнеземов по отношению к воде и органическим растворителям, например бензолу.

Наиболее близким к изобретению является способ модифицирования кремнезёма путем взаимодействия с триметилхлорсила- ном при 400°С.

Недостатком известного способа является неудовлетворительное качество получаемого продукта, а именно заметное сродство получаемого модифицированного кремнезема к воде и невысокая гидролитическая устойчивость привитого модифицирующего покрытия.

Целью изобретения является повышение гидролитической устойчивости привитого модифицирующего покрытия.

Для осуществления способа берут кремнезем марки С-120, помещают в кварцевый реактор и откачивают при 400°С. Затем дегидратированный кремнезем обрабатывают парами силана с последующей обработкой одним из а. -олефинов в присутствии катализатора H2PtCle(катализатора Спайера).

Силаны общей формулы (CHsJxClySiHz квалификации ч. очищают перегонкой при атмосферном давлении. Очищенные вещества хранят в плотно закрытой посуде над прокаленными цеолитами NaX.

Модифицирование кремнезема контролируют с помощью ПК-спектроскопии (спектрофотометр ИКС-29, область 4000- 1200 , толщина спрессованных таблеток кремнезема 10-15 мг/см2, давление прессования 1,72-108 Па).

сл

С

Содержание органических групп на поверхности кремнезема определяют с помощью термического и элементного анализа (анализатор Elemental analyzer

CHN Mod 1106).

Гидролитическую устойчивость образующегося продукта оценивают по следующей методике. Она заключается в определении устойчивости продукта по отношению к воде при температуре ее кипения. Для этого 1 г модифицированного кремнезема помещают в стеклянный реактор, содержащий 100 мл дистиллированной воды, и кипятят в течение 30 мин с обратным холодильником. После кипячения содержи- мое реактора количественно переносят в делительную воронку, отделяют деструк- тированный кремнезем (нижний слой) и определяют его содержание после высушивания до постоянной массы при 105- 110°С. Гидролитическую устойчивость продукта Xi вычисляют по формуле

Xl-(m-m1)- 100%,

m

где m - масса навески модифицированного кремнезема, г;

mi - масса деструктированного кремнезема, г.

Адсорбционные свойства полученного продукта определяют по адсорбции воды и бензола.

Пример1.В кварцевый реактор помещают 6 г кремнезема С-120 с Зуд 151 м2/г и откачивают при 400°С 2,5 ч. Затем в реактор напускают пары (СНз) в количестве 2 г и выдерживают 2 ч при 300°С. После удаления вакуумирова- нием избытка реагентов и газообразных продуктов реакции модифицированный си- ланом кремнезем смешивают с 12 мл CsHie и 0,00267 мг катализатора HtePtCle (Спайера), нагревают 2 ч в запаянной ампуле при 100°С. После охлаждения ампулу вскрывают, полученный продукт отфильтровывают, промывают этиловым спиртом (10 мл х 5) и сушат на воздухе.

0 5 0

5

5

0

5

0

По данным Н,С,М-анализа содержание привитых органических групп на поверхности кремнезема составляет 3,7 мкмоль/м2. Гидролитическая устойчивость составляет QQЯ°Ј

tu уо

ИК-спектры подтверждают осуществление химического присоединения алкильных радикалов к поверхности кремнезема.

В таблице (примеры 1-72) представлены условия модифицирования кремнезема и его физико-химические характеристики в сравнении с известным способом.

П р и м е р 73 (по известному способу). 0,1 г кремнезема подвергают вакуумиро- ванию при 500°С и обрабатывают 3-кратным избытком паров триметилхлорсилана при 400°С в течение 2,5-3 ч. Для сравнения результатов работы изучена адсорбция воды на модифицированном кремнеземе.

П р и м е р 74 (по известному способу). Поступают так, как описано в примере 73. Заменяя лишь триметилхлорсилан на гекса- метилдисилазан.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет получить модифицированный кремнезем с более гидролитически устойчивым покрытием по сравнению с известным. Модифицированный кремнезем, полученный предлагаемым способом, может многократно использоваться в адсорбционных процессах в интервале 25-300°С без потери гидролитической устойчивости.

Формула изобретения Способ модифицирования кремнезема, включающий его предварительную термообработку и последующую обработку сила- ном при нагревании, отличающийся тем, что, с целью повышения гидролитической устойчивости продукта, обработку ведут силаном общей формулы (СНз)хС у51Нг, где х 0-2, у 1-3, г 1-3, причем x+y+z 4, при 280-320°С в течение 1,5-2,5 ч, затем а-олефином с Ce-Cie при 80-120°С в течение 1,5-2,5 ч в присутствии плати- нохлористоводородной кислоты с последующей промывкой и сушкой.

Продолжение таблицы

Изобретение относится к химической технологии сорбентов, которые могут найти применение для поглощения, разделения и концентрирования жидких и газообразных веществ. Проводят термообработку кремнезема, затем обрабатывают его силаном общей формулы(СНз)хС1у SiH2(x 0-2,y 1-3, z 1-3, причем x+y+z 4) при 280-320°С в течение 1,5-2,5чиа-олефиномс Се-Счапри 80-120°С в течение 1,5-2,5 ч в присутствии катализатора HaPtCle. Полученный модифицированный кремнезем промывают и сушат. 1 табл.

Не менее 99, Примеры даны для известного способа. Данные получены в идентичных условиях с примерами 1-72.

Редактор Н. Рогулич

Техред М.Моргентал

Заказ 1145ТиражПодписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Корректор О. Кравцова