[發明專利]一種高純多孔球形硅膠填料的制備方法

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• 申請號: 201910261092.1
• 申請日: 2019-04-02
• 公開（公告）號: CN109865497A
• 公開（公告）日: 2019-06-11
• 發明（設計）人: 劉增強
• 申請（專利權）人: 青島碩遠硅膠科技有限公司
• 主分類號: B01J20/10
• 分類號: B01J20/10;B01J20/28;B01J20/30;B01D15/20
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本發明公開了一種高純多孔球形硅膠填料的制備方法，包括以下制備步驟：原料四乙氧基硅烷的提純，聚乙氧基硅烷的合成以及后處理，高純球形硅膠填料的合成以及洗滌、老化、焙燒并干燥。本發明提出了一種高純多孔球形硅膠填料的制備方法，由制備方法制得的球形硅膠規整性好，使用ICP全譜直讀等離子體發射光譜儀進行測定所得多孔高純硅膠中的金屬雜質含量情況為Al:3.5mg/kg、Ca:1mg/kg、Fe:1.5mg/kg、Mg:2.0mg/kg、Na:1mg/kg，與國產硅膠相比較低，色譜性能好，在正、反相條件下，柱效6.5萬左右，并且峰形對稱，可作為快速分離化學或生物大分子的色譜填料基質廣泛應用。

技術領域

本發明涉及硅膠吸附填料技術領域，尤其是一種高純多孔球形硅膠填料的制備方法。

背景技術

硅膠是一種無機基質填料，主要化學成分是二氧化硅，硅膠的結構及其穩定，廣泛的存在于沙子、花崗巖等礦物質當中，天然二氧化硅以晶體和非晶體結構形式存在。硅膠除了具有非常高的機械強度、良好的充填穩定性和出色的化學穩定性，此外，硅膠的表面具有特殊的表面化學特性，硅膠表面還含有豐富的硅羥基，暴露于硅膠表面的硅原子傾向于與氧原子的四面體配體，通常以結合單價羥基，即形成表面硅羥基來完成配位，其中硅羥基的存在是硅膠可進行表面化學健合或改性的基礎，硅膠作為填料進行過濾的過程，實質上是溶質、流動相以及固定相相互作用的過程。

硅膠作為色譜填料基質的合成過程主要為：以水玻璃作為原料經過初步反應，依次經過膠凝、老化、洗滌、浸泡、干燥、焙燒即可得到相應的成品。然而由于硅膠中常殘存的硅羥基和金屬離子等雜質的存在，影響硅膠的表面化學性質，硅膠結構中的金屬雜質通常會影響硅羥基的酸度，生成非均相結構，與體系中存在的螯合物發生絡合作用，即使進行二次酸洗，也很難避免金屬雜質的干擾，尤其在發生鍵合作用的過程中，這種影響使得鍵合效率不高，并且某些金屬有可能成為小的活性點或者催化點，使填料基體產生催化作用以及非特異性吸附。因此，本發明提出一種高純多孔球形硅膠填料的制備方法，以四乙氧基硅烷為原料制備球形硅膠減少引入金屬雜質的可能性，從而制備出高純硅膠填料，作為色譜柱填料使用。

發明內容

為了克服現有技術中存在的上述缺陷，本發明提供一種高純多孔球形硅膠填料的制備方法。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：一種高純多孔球形硅膠填料的制備方法，包括以下制備步驟：

步驟一，將四乙氧基硅烷進行減壓蒸餾提純，然后使用潔凈干燥的磨口容器進行收集備用；

步驟二，稱取步驟一中已得的純化四乙氧基硅烷，加入三頸燒瓶中，按照四乙氧基硅烷：無水乙醇＝1:1.5的質量比加入無水乙醇，在30℃下攪拌40min；

步驟三，依次往上述體系中加入摩爾濃度為0.5～1.5％的穩定劑、1.8～2.3％催化劑、2.0～4.0％致孔劑，保持攪拌速度不變，攪拌60min，緩慢升溫至120℃，之后通氮氣進行保護，繼續攪拌反應24h，得到反應后的產物；所述致孔劑為聚乙二醇400與山梨糖醇酐單油酸酯摩爾比為2:1的混合物，所述致孔劑在使用前必須進行預處理，將一定量的致孔劑與適量的丙酮、三氯甲烷有機溶劑，配成質量份數為3.0％的致孔劑溶液；

步驟四，使用真空減壓蒸餾裝置，在真空條件100～120Pa下，在溫度110～130℃進行減壓蒸餾2～3h，將所有揮發性物質均除盡，即得到聚乙氧基硅烷；

步驟五，將步驟四所得的聚乙氧基硅烷在140℃下真空抽提2～3h，然后將產物冷卻至室溫，得干燥聚乙氧基硅烷待用；

步驟六，配制質量比例份數10％～20％的乙醇水溶液，控制反應溫度為50℃以及攪拌速度為800～1000r/min，將步驟五所得干燥的聚乙氧基硅烷緩慢加入到乙醇水溶液中，反應6～8h，反應結束后收集產品并經丙酮溶液3～6次反復洗滌、沉降，然后進行老化，老化時間為3～4d，所述老化過程使用50W的LED紫外燈照射；