СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КСЕРОГЕЛЯ ГИДРИДПОЛИСИЛОКСАНА Советский патент 1968 года по МПК B01J21/08 

Данное изобретение относится к способу получения ксерогеля гидридполисилоксана - носителя для металлизированных силикагелей, поверхность которого покрыта группами Si-Н, которые при действии водных растворов металлов гидролизуются и восстанавливают ионы металлов до металлического состояния на кремнеземистом остове силикагеля.

Ксерогель гидридполисилоксана получают гидролизом триэтоксисилана с последующей сушкой полученного продукта.

Реакция идет по следующей схеме:

Высушенный гель гидридсилантриола представляет собой высокомолекулярное пористое вещество состава .

Анализ показал, что ксерогель гидридполисилоксана («водородный» силикагель) содержит SiO2 112,4%, Н2 18,2 мм/г (теоретическое расчетное количество водорода, исходя из формулы составляет 18,9 мм/г) и остаточное количество негидролизованных этоксигрупп - 0,088 мм/г.

Пример. К 1 объему триэтоксисилана (перегнанному и очищенному от примесей) добавляют 1 объем абсолютного метанола, а затем быстро и при перемешивании прибавляют в качестве катализатора 0,3 объема 0,5 Н HCl. Таким образом количество воды, вводимое в смесь с кислотой, несколько превышает расчетное количество, требуемое для омыления трех этоксигрупп в триэтоксисилане. Золь коагулирован в гель через 20-30 сек после смешивания растворов. Гель без созревания разламывают на кусочки и сушат в сушильном шкафу при температуре 120°С в течение 6 час.

Кусочки высушенного ксерогеля стекловидны и прозрачны и обладают достаточно высокой прочностью. Они не растворяются в органических растворителях. Ксерогель весьма гидрофобен: плавая в течение месяца на поверхности воды в закрытом сосуде, он не изменил своих свойств и 'состава. При кипячении в воде с добавкой NaOH наблюдается выделение пузырьков водорода и происходит гидратирование поверхности. При действии насыщенных паров воды в течение нескольких месяцев не наблюдалось изменения гидрофобных свойств «водородного» силикагеля.

Нагревание данного адсорбента до 30°С не изменяют его свойств.

Структурно-сорбционные характеристики ксерогеля гидридполисилоксана: истинный удельный вес водородного силикагеля 1,60 г/см3 и намного меньше, чем у селика-геля (2,20 г/см3). Сорбционный объем нор по углеводородам из их, насыщенных паре» 0,46-0,48 см3/г и равен суммарному объему пор. Следовательно, у ксерогеля все поры сорбционные и микропор нет.

Характерным для водородного силикагеля является нулевая статическая адсорбционная активность из насыщенных паров воды в течение 20 суток. Сорбционный объем пор при P/Ps=1,0 равен нулю. Следовательно, «водородный» силикагель обладает очень большой гидрофобностью при наличии достаточного количества сорбционных пор (Vs 0,48 см2/г) в отношении углеводородов.

Сорбция паров полярного вещества метанола на полученном ксерогеле при низких концентрациях пара невысока, но в области капиллярной конденсации достигает значительной величины.

Удельная поверхность водородных силика-гелей, рассчитанная из изотермы сорбции по гексану, по уравнению Брунауэра, Эммета и Тюллера (БЭТ), равна довольно значительной величине 507 м3/г.

Таким образом по предлагаемому способу гидролизом триэтоксисилана получается гидрофобный водородно-кремнеземистый ксерогель гидридполисилоксана, обладающий органофильными свойствами в отношении неполярных углеводородов и поверхность которого покрыта водородными группами. Данный адсорбент имеет среднепористую структуру с большой удельной поверхностью.

Получение нового водородно-кремнеземистого адсорбента, поверхность которого сплошь покрыта водородными группами, открывает большие возможности для его практического использования. Он может использоваться в катализе как катализатор с водородной поверхностью. И главное его применение в качестве носителя для приготовления металлизированных силикагелей, содержащих тонкодисперсные платину, серебро, палладий и другие металлы.

Способ получения ксерогеля гидридполисилоксана, отличающийся тем, что триэтоксисилан подвергают гидролизу с последующей сушкой полученного продукта.