[發明專利]一種烷基化改性硅膠的制備方法

在審

• 申請號: 201910750788.0
• 申請日: 2019-08-14
• 公開（公告）號: CN110560017A
• 公開（公告）日: 2019-12-13
• 發明（設計）人: 張洛賓;許旭;劉兆鑫
• 申請（專利權）人: 上海應用技術大學
• 主分類號: B01J20/30
• 分類號: B01J20/30;B01J20/10;B01J20/22;B01D15/08;B01J19/10;C01B33/14
• 代理公司: 31225 上海科盛知識產權代理有限公司
• 代理人: 顧艷哲

本發明涉及一種烷基化改性硅膠的制備方法，以硅烷化試劑為硅膠改性劑，在超聲條件下對硅膠進行表面改性，使官能團接枝在硅膠表面，制得改性硅膠，所述的硅烷化試劑為含C4～C30烷基的甲氧基型硅烷化試劑。本發明克服了硅膠改性方法中耗時長，耗能高的缺點，使用超聲法，有效避免使用攪拌回流的方法帶來的耗能大，反應速度慢的問題，降低了實際應用中的時間成本及費用，應用前景廣闊。

技術領域

本發明涉及硅膠改性技術領域，具體涉及一種烷基化改性硅膠的制備方法。

背景技術

隨著以人類健康、生物工程為核心的生命科學、環境科學及制藥的迅猛發展，分離分析手段越來越頻繁的被使用，備受人們關注。固相萃取(即SPE，下同)柱填料是分離分析的“心臟”，對于這一方面的研究一直十分活躍，目前已經開發出了多種填料基質，如凹凸棒、石墨、氧化鋁、二氧化硅等材料，但是在所有填料中，以硅膠為基質的填料具有不可替代的作用，這是由于其有良好的機械強度、多孔結構、較大的比表面積以及熱穩定性，但是硅膠本身選擇吸附性和吸附能力較差，限制了其應用，但硅羥基官能團可以通過鍵合反應和表面修飾的方法引入其他官能團，可有效提高其選擇吸附性，但傳統的改性硅膠合成方法反應時間長，操作復雜，耗能大，使得裝有改性硅膠的SPE柱價格昂貴，所以需要找到一種反應時間短，操作簡單，成本低廉的合成方法來制備改性硅膠。

目前，制備改性硅膠的方法主要有加熱回流法、蒸餾法、加熱攪拌法。其中加熱回流法是目前應用最為廣泛的制備方法，其雖然有硅烷化試劑利用率高的主要優點，但是其同樣有明顯的缺點，比如實驗裝置復雜，反應速率慢，消耗時間長，耗能大，需要加熱等缺陷，延長了反應時間(CN 108956831 A)。有學者使用加熱回流的方法對C18改性硅膠進行制備，在初步制備結束后使用甲醇加熱回流后封尾，這樣更加延長了反應時間，同時也增加了耗能。加熱攪拌法應用相對較少，但是其克服了加熱回流法中實驗裝置復雜的問題，但是其同樣也有明顯缺點，比如反應速率慢，消耗時間長，耗能大，其雖然克服了裝置復雜的問題，但是在反應過程中使用的有機溶劑在加熱條件下易揮發，造成污染。使用蒸餾法制備改性硅膠中克服了使用有機溶劑揮發造成的污染問題，但是其缺點也很明顯，如反應速度慢，裝置復雜，需要加熱，耗能大等問題(CN 109603736 A)。

專利CN109704924A提出一種以固體酸為催化劑制備2,6-二叔丁基的方法，通過利用超聲法對硅膠進行烷基化改性，接上的是硅烷化試劑，在超聲改性時使用了加熱過程，專利CN109603736A是在反應釜中分別放入反應物和硅膠后，密封于120～260℃下反應0.5h～8h，需要高壓和長時間加熱。本發明提出的硅膠超聲改性方法是在室溫下超聲，反應溫和，時間短，使用的改性劑為硅烷話試劑，與硅烷化試劑不同，硅膠改性后表面主要為疏水性烷基長鏈，基本沒有活性基團，得到的改性硅膠在清洗干燥后可直接用于分離富集使用。

發明內容

本發明的目的就是為了解決上述問題而提供一種烷基化改性硅膠的制備方法，該方法反應速度快捷、便利，工藝過程簡單，便于操作。

本發明的目的通過以下技術方案實現：

一種烷基化改性硅膠的制備方法，以硅烷化試劑為硅膠改性劑，在超聲條件下對硅膠進行表面改性，使官能團接枝在硅膠表面，制得改性硅膠，所述的硅烷化試劑為含C4～C30烷基的甲氧基型硅烷化試劑。

一種烷基化改性硅膠的制備方法，包括如下步驟：

(1)將硅膠置于酸溶液中超聲活化處理，過濾、洗滌至中性、烘干備用；

(2)在容器中加入溶劑和硅烷化試劑，然后加入步驟(1)所得的活化硅膠超聲處理，之后洗滌、干燥后即得到改性硅膠。

優選地，所述硅膠為硅膠顆粒，粒徑為2～160mm。

優選地，步驟(1)所述酸溶液為鹽酸溶液，濃度為2～6mol/L，所述硅膠以20-250g/L的比例硅膠置于鹽酸溶液中。