[發明專利]一種單分散硅膠微球色譜填料的制備方法

在審

• 申請號: 201910632984.8
• 申請日: 2019-07-12
• 公開（公告）號: CN110314672A
• 公開（公告）日: 2019-10-11
• 發明（設計）人: 楊艷;韓寶芹;常菁;彭燕飛
• 申請（專利權）人: 中國海洋大學
• 主分類號: B01J20/283
• 分類號: B01J20/283;B01J20/30;B01D15/08
• 代理公司: 北京元本知識產權代理事務所 11308
• 代理人: 趙帥

本發明公開了一種單分散硅膠微球色譜填料的制備方法，使用硅溶膠、尿素、甲醛和乙二醛，采用PICA法制備單分散硅膠微球。本發明可獲取單分散性良好、球形度高、機械強度高、孔結構可控、正相色譜性能優良的硅膠微球，同時在保證效果的前提下，該制備方法可進行一定范圍內的放大生產，基本滿足中試的初步放大要求，對提高國產高端硅膠填料的生產具有重要的社會意義和經濟利益。

技術領域

本發明涉及硅膠制備技術領域，尤其涉及一種單分散硅膠微球色譜填料的制備方法。

背景技術

高效液相色譜(HPLC)是一種應用廣泛的分析分離技術，從出現至今一直備受科研工作者的關注。色譜柱是高效液相色譜的核心，其材料的特點和生產工藝直接決定其適用的分離領域和分離性能。硅膠是傳統的、應用廣泛的色譜柱填料，具有機械強度高、粒徑分布和孔結構易于控制等優點。且硅膠表面含有較多的硅羥基，易于進行表面修飾或鍵合不同功能團。鍵合相硅膠分離介質具有更廣泛的用途和更高效的分離效果。

聚合誘導膠體凝聚法(Polymeric induced colloid aggregation,PICA)是指在含有一定粒徑的膠體中誘發甲醛和尿素發生聚合反應，生成有機樹脂和膠粒復合的球形顆粒，經過干燥、煅燒去除有機樹脂后獲得多孔微球。該法操作簡單，粒徑分布極窄，無需篩分就可用于HPLC固定相。但是獲得的微球容易團聚，且重現性較差，進而導致其作為色譜填料的效果欠佳。

國外多家公司的硅膠基色譜填料的技術成熟，且新產品不斷涌出，其產品長期占據國內主要市場。而國內對于色譜填料的研究起步較晚，技術工藝仍不成熟，產品的生產主要停留在實驗室階段，難以實現產業化。產品的技術含量低，只能用于一般的分離純化，造成環境的污染和資源的浪費。因此研究單分散性硅膠微球的制備方法及放大工藝，對提高國產高端硅膠填料的生產具有重要的社會意義和經濟利益。

發明內容

本發明提供了一種單分散硅膠微球色譜填料的制備方法，以獲取單分散性良好、球形度高、機械強度高、孔結構可控、正相色譜性能優良的硅膠微球，同時在保證效果的前提下，該制備方法可進行一定范圍內的放大生產，基本滿足中試的初步放大要求，對提高國產高端硅膠填料的生產具有重要的社會意義和經濟利益。

本發明提供的單分散硅膠微球色譜填料的制備方法，使用硅溶膠、尿素、甲醛和乙二醛，采用PICA法制備單分散硅膠微球。

可選地，以摩爾比例計：醛脲比為1.25:1，硅脲比為1:(1-2)，水硅比為40-70，甲醛與乙二醛的比為6:1，硅溶膠粒徑為30-80nm。

可選地，反應體系中，二氧化硅的摩爾數為5mol/L，放大反應體系2-10倍，仍能制備出單分散硅膠微球。

可選地，包括以下步驟：

(1)在圓底燒瓶中加入硅溶膠后，加水稀釋至合適濃度，設置25℃下恒溫水浴，再加入尿素、甲醛和乙二醛，快速攪拌溶解，滴加稀鹽酸，調節pH至1-1.5，快速攪拌1min后，靜置反應17h，反應結束后加入6倍反應體積以上的去離子水中止反應，緩慢攪拌后靜置12h，用G4砂芯漏斗進行減壓抽濾，得到白色沉淀，用去離子水將白色沉淀洗滌至中性，再用無水乙醇充分脫水，過濾得到白色固體產物即為二氧化硅復合微球。

(2)將二氧化硅復合微球置于真空干燥箱中，先以80℃干燥12h，再以120℃干燥12h。

(3)將干燥后的二氧化硅復合微球放入馬弗爐中，采用程序升溫法進行煅燒，得到單分散硅膠微球。

可選地，步驟(3)中，升溫程序為180℃恒溫1h→220℃恒溫1h→240℃恒溫1h→280℃恒溫1h→300℃恒溫2h→400℃恒溫2h→500℃恒溫2h→600℃恒溫4h。