Способ получения модифицированного кремнеземного носителя Советский патент 1979 года по МПК C01B33/12 B01J21/12 

1

Изобретение относится к способам получения макропористого кремнеземного носителя с повышенной химической стойкостью в водных средах, используемого для иммобилизации ферментов и других биологически активных соединений, а также в различных видах хроматографии.

Известен способ получения пористых минеральных носителей путем суспендирования мелких частиц АЬОз, ТЮг, ZrOg и Si02

о

размером 100-1000 А в уксусной или пропионовой кислоте с последующим высушиванием и прогреванием суспензии при 450- 800°С 1. Получают крупные частички пористого материала с диаметром пор

100-1000 А.

Однако химическая стойкость таких керамических кремнеземсодержащих носителей в щелочных растворах недостаточно высока.

Известен также способ получения модифицированного кремнеземного носителя путем обработки кремнезема водными растворами солей алюминия или циркония до содержания последних в носителе около 8% с последующим высушиванием обработанного носителя при 80-145°С и прокаливанием при 200-800°С 2.

Недостатком известного способа является невысокая химическая стойкость носителя в щелочных средах. Растворимость модифицированного известным способом кремнезема сернокислым алюминием при рН 1,1 -1,5 Б водном растворе при рН 9,2 составляет до 0,035 мг кремния/мл.

Цель изобретения - повышение химической стойкости модифицированного кремнеземного носителя в щелочных средах.

Поставленная цель достигается описываемым способом получения модифицированного кремнеземного носителя путем обработки его водными растворами алюминиевых солей при рН 3-5,1, взятых в количестве 0,4-10 вес. % в пересчете на окислы алюминия с последующей отмывкой носителя водой, сушкой при 20-200°С и прокаливанием.

Пример 1. 50 г макропористого кремнеземного носителя - силохрома заливают 250 мл 1%-ного (в расчете на АЬОз) водного раствора сернокислого алюминия, предварительно подщелочного до рН 3,45.

Через 3 ч суспензию декантируют и осадок отмывают дистиллированной водой с рН 4,5 до отрицательной реакции на сульфат-ион. После отмывки осадок высушивают при 200°С 4 ч.

Пример 2. Носитель получают по примеру 1, но при рН раствора сернокислого алюминия 3,05 и температуре сушки 20°С.

Пример 3. Юг макропористого кремнеземного носителя заливают 100 мл 2%-кого (в расчете на ) водного раствора хлористого алюминия, предварительно подщелоченного до рН 5,1. Через 10 ч раствор декантируют и осадок отмывают водой с рН 7 до отрицательной реакции на хлор-иои. После отмывки осадок высушивают при 20°С 6 ч.

Пример 4. Носитель получают по примеру 3 с последуюш,им прокаливанием при 200°С.

Пример 5. Носитель получают по примеру 3 с последующим прокаливанием при 500°С.

Пример 6. Носитель получают по примеру 3 с последующим прокаливанием при 800°С.

Пример 7. 20 г макропористого кремнеземного носителя - силикагеля заливают 100 мл 1%-ного (в расчете на АЬОз) водного раствора хлористого алюминия с рН 3,0. Через 3 ч раствор декантируют и осадок высушивают при 200°С, а затем прокаливают при 720°С 4 ч.

Пример 8. 10 г макропористого кремнеземного носителя суспендируют в 200 мл

1%-ного водного раствора азотнокислого алюминия при рН 3,6. Реакционную массу упаривают на роторном испарителе досуха, а сухой остаток прокаливают при 450- 500°С в течение 5 ч. Затем носитель промывают водой и высушивают в вакуумном шкафу при 150°С.

П р и мер 9. Носитель получают по примеру 8, при 200°С.

Пример 10. Носитель получают по примеру 8, по при 800°С.

Для выяснения влияния рН .модифицирующего раствора на стабильность получаемого носителя приготовлен образец 14 по

методике примера 1, рН раствора сернокислого алюминия 1,1, т. е. раствор не подщелачивают.

Определение устойчивости носителей. Об устойчивости носителей в щелочных средах

судят по переходу кремнезема носителя в водный раствор буфера с рН 9,2, измеряя концентрацию кремния в этом растворе. Навеску кремнеземного носителя (200 -мг) суспендируют в 10 мл 0,1 мл грис-НС1 (рН

9,2) нри 37°С в течение 8 ч. Концентрацию кремния в растворе определяют спектрофотометрически при Я.600 нм но образованию аммония, серной и аскорбиновой кислот.

В таблице приведены результаты анализа носителей.

Из таблицы видно, что образцы кремнеземных носителей, модифицированных по предлагаемому методу и содержащих 0,4- 10% АЬОз, значительно превосходят по химической стабильности образцы носителей, полученных по методике прототипа.

Таким образом, положительный эффект предлагаемого способа получения химически стойкого кремнеземного носителя состоит в повышении устойчивости носителя в стандартных условиях в 4-30 раз по сравнению с прототипом. Использование таких носителей, растворимость которых по кремнию составляет всего 0,0007-0,005 мг/мл, для иммобилизации ферментов позволит осуществлять длительные каталитические 5 и хроматографические процессы в щелочных средах без потерь активности из-за растворения носителя. . .,Формула изобретения 1. Способ получения модифицированного кремнеземного носителя, включающий обработку его водными растворами алюминиевых солей, сущку и прокаливание полученного продукта, отличающийся тем, что, с целью повышения химической стойкости носителя в щелочных средах, обработку его указанными солями ведут при рН 3-5,1, а перед сушкой отмывают водой. 6 2. Способ по п. 1, отл ича ющийся тем, что алюминиевые соли берут в количестве 0,4-10 вес. % в пересчете на окислы алюМИНИН. 3. Способ по п. 1, отл и ч а ю щи и с я тем, что сушку обработанного носителя проводят при 20-200°С. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Патент Франции № 2223324, кл. С 04В 21/00, опубл. 25.10.74. 2. Патент США № 3783101, кл. 195-63, опубл. 01.01.74.