Способ получения модифицированного кремнезема Советский патент 1985 года по МПК C01B33/16 

f Изобретение относится к способам кодифицирования дисперсных кремнеземов и может быть использовано в производстве модифицированных фенолами кремнеземов, применяемых, например, в качестве специфических сорбентов или наполнителей. Известен жидкофазный способ модифицировання дисперсных окислов фенолами и их производными в водной ереда или в среде органических растворителей, содержащей растворенный модификатор. В процессе жидкофазного модифици рования кремнезема наблюдается умен шение удельной поверхности, что отрицательно сказывается на свойствах конечного продукта. Наиболее близким к описываемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ модифицирования дисперсных кремнеземов фенолами, заключающийся в обработке кремнезема парами фенола или его производных в присутстВИИ паров пиридина. Недостатком известного способа является высокая токсичность реакционной смеси вследствие использования пиридина. Целью заявляемого изобретения является сн1шение токсичности реакционной смеси. Поставленная цель достигается опи сываемым способом получения модифици рованного кремнезема, состоящим з об работке кремнезема парами фенола или его производных в присутствии паров органического катализатора, в качест ве которого используют кетоны, Отличительным признаком способа -является использование кетонов в качестве катализатора. Другим отличительным признаком способа является мольное соотношение фенола и кетона равное 1:О,2-0,7. Технология способа состоит в следующем . В герметический реактор , помещают аэросил марки и навеску фенела. Создают динамический saKyyiv; (1-3) X 10 мм рт.ст. и нагревают до 100°с в течение 30 мин, затем охлаждают до комнатной температуры и вводят пары кетона, например, при мольном соотношении фенол: кетоНд равном 1 ; (0,2 - 0,7). Смесь нагревают до 370-385 С и поддерживают эту 0 температуру в течение 1 ч, затем при этой же температуре откачивают пары непрореагировавших веществ и побочных продуктов реакции. Модифицированный таким способом кремнезем хлаждают в условиях вакуума до комнатной температуры и выгружают. Наличие привитых феноксильных групп определяют спектральным методом по появлению в ИК-спектре модифицированного азросила полос поглощения (УС С 1400 - 1700 см ,, ). 3000-3100 см ), характерных для фенольного соединения, и по уменьшению и 1тенсивности полосы 3750 см , принадлежащей валентным колебаниям гидроксильных групп поверхности кремнезема. Количество феноксильных групп на поверхности аэросила определяют весоBbff методом, прокаливая образец при температуре 500-603 с. Пример 1. В герметичный лабораторный реактор емкостью 1 л поместили 10 г аэросила марки А-300, 2 г (21 j2 4моль) фенола. Создали динамический вакуум 1 X 10 мм рт.ст, и нагрели смесь до 100 С в течение 30 мин5 затем охладили до комнатной температурь; и ввели 0,65 г (14 ммоль) ацетона (диметилкетона) в парообразном состоянии. Смесь нагрели до температуры 385°С и поддерживали эту температуру в течение часа,затем при этой же температуре откачали пары непрореагировавшего фенола и побочньпс продуктов реакции. После чего полученный модифицированный фенолом кремнезем охладили до комнатной температуры в условиях вакуума и вь грузили. Наличие привитых функциональных групп определили спеЛтральньгм методом по появлению в ИК-спектре аэросила полос поглощения ( v - с 1620 см, 1510 см , vi,.n 3090см-, 3060 см ), характерных для соответствующих фенольных соединений, а также по уменьшению интенсивности полосы 3750 см , принадлежащей валентным колебаниям гидроксильных групп поверхности кремнезема. Количество привитых феноксильных групп составило 0,35 ммоль/г. Пример 2. В условиях примера 1 при тех же навесках аэросила и фенола ввели 0,8 г (0,8 ммоль) дизтилкетона в парообразном состоянии. В ИК-спектре продукта определили те же полосы поглощения, что и в примере 1. Количество фенольных групп составило 0,41 ммоль/г. Пример 3. Б условиях примера 1 при навеске аэросила 10 г и нитрофенола 3 г (24,0 ммоль) ввели 6,7 г (12 ммоль) метилэтилкетона. Смесь нагрели до 370 С. В ИК-спектре образца отмечены полосы поглощения, Iсоответствующие привитому нитрофено( vciT 1510 см 1620 см ;лу V с 1370 см ) умень : )) 1550 см .шение полосы свободных гидрокеильных групп поверхности кремнезема (3750 ). Количество феноксильных групп составило 0,35 ммоль/г. Пример 4. В условиях примера 1 при навеске иодфенола 3 г (24 ммоль) ввели 0,6 г (6 ммоль) 2 - гек санона. Наличие привитых функциональных групп определили спектральным методо по появлению в ИК - спектре аэросила полос поглощения ( УС - С 1460 см 1510 см- , ))сн 3060 см ), характерных для соответствукяцих феноль ных соединений. Количество феноксиль ных групп сотавило 0,31 ммоль/г. Пример 5.В условиях примера 1 при навеске хлорфенола 3,0 г (27 ммоль) ввели 0,9 г (9,5 ммоль) цикло гексанона. Наличие привитых функциональных групп.определили спектральным методом по появлению в ИК- спектре азрос ла полос поглощения ( vr 1510 см 1620 ), характерных для соответствующих фенольных соединений. Количество феноксильных групп составило 0,35 ммоль/г. 0 Пример 6, В условиях примера 1 при навеске метааминофенола 3,0 г (29 ммоль) ввели 0,9 г (9,5 ммоль) циклогексанона. Наличие привитых функциональных групп определили спектральным методом. Количество феноксильных групп на поверхности аэросила составило 0,3 ммоль/г. Пример 7. В условиях примера 6 ввели 0,9 г (9 ммоль) дипропилкетона. Количество феноксильных групп составило 0,30 ммоль/г. Применяемые по данному способу кетоны являются менее токсичными веществами по сравнению с пиридином. Так, предельно допустимая концентрация (ПДК) паров кетонов в воздухе в 40 раз вьше, чем ПДК пиридина например ПДК диметилкетона (ацетойа) 200 мг/м , а пиридина - 5 мг/м} . Применение кетонов в качестве третьего компонента приводит к значительному снижению токсичности реакционной смеси и улучшению тем самым условий труда. Использование кетонов вместо пиридина по известному способу на качестве получаемых модифицированных фенолами кремнеземов не отражается, в частности, количество привитых феноксильных групп такое же, как и в случае применения пиридина (0,30 0,41 ммоль/г-по данному способу, 0,30 - 0,40 ммоль/г-по известному способу). Удельнай поверхность модифицированных кремнеземов, полученных поописываемому и известному способам, практически одинакова.

1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МОДИФИЦИРОВАННОГО КРЕМНЕЗЕМА путем его обработки парами фенола или его производных в присутствии органического катализатора, отличающийс я тем, что, с целью снижения токсичности реакционной смеси, в качестве катализатора используют кетоны. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что фенол и кетон используют в молярном соотношении, равном 1: