专利名称：大孔微球硅胶及制备方法
技术领域：
本发明涉及属于无机硅化工技术领域，特别是涉及一种高分子聚合反 应的催化剂及催化剂载体和快速分离提纯中草药及生物大分子的大孔微球 硅胶及制造方法。
背景技术：
硅胶具有疏松多孔的结构，在工业生产、日常生活等领域具有广泛的 应用。在化学工程领域，硅胶可以用作催化剂的栽体。对于载体而言，影 响其性能的关键因素是微粒的孔容、孔径和比表面积。对于高分子聚合反 应而言其分子较大，因此反应时所需催化剂载体的孔径较大，否则易形成 结焦现象。在生物大分子的分离纯化领域，国内常用的微球硅胶其孔径一
般为8-10nm,用于分离提纯时，由于孔径太小大分子进不去达不到良好的 分离效果，所以此类微球硅胶仅能用于分子量较小的物质的分离，而不能 很好的完成分子量较大物质的分离。为了解决上述问题，更好的满足当前 的需要，制备大孔微球硅胶是必要的。
中国专利CN1896000公开了一种大孔硅胶的制造方法，其由硅酸钠溶 液与稀硫酸经逐级反应并经该造粒装置喷射而缩聚生成凝胶粒，该凝胶粒 再经酸泡、水洗、老化、二次酸泡、干燥的处理，得到大孔球形硅胶产 品。其中干燥工艺是将二次酸泡处理的该凝胶粒捞出，经烘干设备在 500-950。C下烘干处理，此法制得的大孔硅胶平均孔径在10-45nm,比表 面积200 — 550mVg，孔容1. 00 - 2. 20ml/g。
中国专利CN 1363514公开了一种大孔硅胶制造方法，它是由硅酸钠溶 液与稀硫酸在反应器中生成正硅酸，按传统的制胶工艺，经静置凝固-破 碎造粒—水洗—碱泡处理—蒸汽处理—浸盐处理，再经传统的烘干工艺处
理，制得大孔硅胶的物化性能为平均孔径在10-60nm,比表面积250 -350 mVg,孔容1. 00 - 2. 00ml/g。这两种方法制得的大孔硅胶粒径较大， 使用时需经过粉碎加工，在用于流动床做催化剂载体时，硅胶间相互摩擦 力较大影响流动相的流速，从而降低了分离效率；在催化过程中还容易引 起深度氧化，降低目标产物的收率。
发明内容
本发明提供了 一种大孔微球硅胶及制备方法，它可以解决现有技术存 在的降低了分离效率，在催化过程中还容易引起深度氧化，降低目标产物 的收率等问题。并具有原料价格低廉，工序简单易操作，使大孔微球硅胶 的生产成本大大降低等特点，尤其适用于生物大分子及中草药的分离提纯。
为了达到解决上述技术问题的目的，本发明的技术方案是， 一种大孔 微球硅胶，其特征在于所述大孔微球硅胶的平均孔径在10 - 60nm，比表面 积100 - 400mVg，孔容1. 00 - 1. 60mi/g，粒径在50-900 p m之间。
一种制造上述大孔微球硅胶的方法，所述方法如下利用酸碱中和制 得湿微球，凝胶老化后用浓度为0. 5-30%的无机盐浸泡，再用浓度为 0. 03-10°/。的酸液酸泡后水洗，除去胶中盐类物质；水洗烘干后的硅胶再在 400-1000。C的高温条件下进行表面处理，以降低表面极性，即得到所述大 孔微球硅胶。
采用一定浓度的硅酸钠溶液与稀硫酸在混旋式造粒装置中，进行逐级 反应并经该造粒装置的喷嘴喷射至空气中，进而缩聚生成凝胶粒，所用硅 酸钠溶液的浓度15-30%,稀石克酸浓度10-40%，制月交压力0. 2-0. 4MPa。
采用无机盐浸泡进行孔结构处理，所选用的无机盐可以是单盐也可以
是复盐，例如是碳酸钠、碳酸氢钠、硝酸钾或氢氧化钠中的至少一种。
选用无机盐的浓度为0. 5-30°/。的碳酸钠、碳酸氢钠、硝酸钾、氢氧化 钠溶液的一种或几种溶液的混合溶液，浸泡8-24小时，确保溶液或混合溶 液在石圭月交内部分布均匀。
本发明对本产品的孔结构调整过程中，不存在有害气体的挥发，不会 对工作环境和大气环境造成污染，更符合当前环保的要求。
本发明原料价格低廉，工序简单易操作，使大孔微球硅胶的生产成本 大大降低。
应中用作催化剂或催化剂载体等，尤其适用于生物大分子及中草药的分离 提纯。
本发明并具有原料价格低廉，工序简单易操作，使大孔微球硅胶的生 产成本大大降低等特点，尤其适用于生物大分子及中草药的分离提纯。
具体实施方式
实施例1
浓度为26°/。的硅酸钠溶液与浓度为30°/。的稀硫酸在混旋式造粒装置中， 进行逐级反应并经该造粒装置的喷嘴喷射至空气中，进而缩聚生成凝胶粒， 经1-12小时的老化后，用浓度为1.0%的碳酸钠、碳酸氢钠、硝酸钾、氢 氧化钠中的任意一种盐溶液浸泡10小时，用浓度为5%的酸溶液酸泡后水 洗烘干，再用700。C的高温进行表面处理，即得本发明的大孔微球硅胶。 测试结果为大孔微球硅胶测的结果为孔容1. 32mL/g,比表面积218mVg， 孑L径24. 2nm。
实施例2
制胶条件及后处理同实例1完全相同，^旦无机盐浸泡过程中采用浓度
为1. 0°/。的碳酸钠、碳酸氢钠、硝酸钾、氢氧化钠中的任意两种混合盐浸泡。 孔容1.34mL/g，比表面积190m2/g，孔径28. 2nm。 实施例3
用浓度为28%的硅酸钠溶液与浓度为32%的稀硫酸制胶，而后处理过程 同实例1完全相同，但无机盐浸泡过程中采用浓度为1. 0°/。的碳酸钠、碳酸 氢钠、硝酸钾、氢氧化钠中的任意三种混合盐溶液浸泡。大孔微球硅胶测 的结果为孔容1. 50mL/g,比表面积132mVg,孔径45. 4nm。
实施例4
制胶条件及后处理同实例3完全相同，但无机盐浸泡过程中采用浓度 为2. 0%的碳酸钠、碳酸氢钠、硝酸钾、氢氧化钠溶液的混合盐溶液浸泡。 大孔樣i5求硅胶测的结果为孔容1. 34mL/g,比表面积190mVg，孔径34. lnm。
实施例5
制胶条件及后处理同实例3完全相同，但无机盐浸泡过程中采用浓度 为3. 0°/。的碳酸钠、 >碳酸氢钠、硝酸钾、氢氧化钠溶液的混合盐溶液浸泡。 大孔微球硅胶测的结果为孔容1. 32mL/g，比表面积134mVg,孔径39. 3nm。
对比实例1
制胶条件及后处理同实例1完全相同，但是不采用盐溶液浸泡，直接 进入酸泡水洗等后处理工序。所制得的微球硅胶的结果检测结果为孔容 0. 98mL/g，比表面积445mVg,孑L径8. 8nm。
在上述实施例中，大孔孩O求石圭的粒径在50-900 ji m之间。 以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形 式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以 变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内 容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化 与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。
权利要求
1.一种大孔微球硅胶，其特征在于所述大孔微球硅胶的平均孔径在10-60nm，比表面积100-400m2/g，孔容1.00-1.60ml/g，粒径在50-900μm之间。
2. —种制造权利要求1所述大孔微球硅胶的方法，其特征在于， 所述方法如下利用酸碱中和制得湿微球，凝胶老化后用浓度为0. 5-30%的无机盐浸泡，再用浓度为0. 03-10%的酸液酸泡后水洗，除去胶 中盐类物质；水洗烘干后的硅胶再在400-1000℃的高温条件下进行表面处 理，以降低表面极性，即得到所述大孔微球硅胶。
3. 根据权利要求2所述的方法，其特征在于釆用一定浓度的硅酸钠溶 液与稀硫酸在混旋式造粒装置中，进行逐级反应并经该造粒装置的喷嘴喷 射至空气中，进而缩聚生成凝胶粒，所用硅酸钠溶液的浓度15-30%,稀疏 酸浓度10-40%,制月交压力0. 2-0. 4MPa。
4. 根据权利要求3所述的方法，其特征在于采用无机盐浸泡进行孔结 构处理，所选用的无机盐可以是单盐也可以是复盐，例如是碳酸钠、石友酸 氬钠、硝酸钾或氢氧化钠中的至少一种。
5. 根据权利要求4所述的方法，其特征在于选用无机盐的浓度为 0. 5-30%的碳酸钠、碳酸氩钠、硝酸钾、氩氧化钠溶液的一种或几种溶液的 混合溶液，浸泡8-24小时，确保溶液或混合溶液在珪月交内部分布均勾。
全文摘要
本发明提供了一种大孔微球硅胶及制备方法，它可以解决现有技术存在的降低了分离效率，在催化过程中还容易引起深度氧化，降低目标产物的收率等问题。本发明的技术方案是，所述大孔微球硅胶的平均孔径在10-60nm，比表面积100-400m<sup>2</sup>/g，孔容1.00-1.60ml/g，粒径在50-900μm之间。本发明具有原料价格低廉，工序简单易操作，使大孔微球硅胶的生产成本大大降低等特点，尤其适用于生物大分子及中草药的分离提纯。
文档编号C01B33/14GK101205066SQ20071011604
公开日2008年6月25日 申请日期2007年12月17日 优先权日2007年12月17日
发明者李永兆 申请人:李永兆