一种介孔二氧化硅微球及其制备方法和应用.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115818653A(43)申请公布日2023.03.21(21)申请号202310115245.8(22)申请日2023.02.15(71)申请人天津博蕴纯化装备材料科技有限公司地址300450天津市滨海新区经济技术开发区黄海路276号泰达中小企业园2号楼606号房屋(72)发明人周丽汪群杰(51)Int.Cl.C01B33/18(2006.01)B01J20/286(2006.01)B01J20/287(2006.01)B01J20/30(2006.01)权利要求书2页说明书9页附图7页(54)发明名称一种介孔二氧化硅微球及其制备方法和应用(57)摘要本发明公开了一种介孔二氧化硅微球及其制备方法和应用，具体步骤如下：由硅酸盐制备纳米硅溶胶，经与脲醛共聚成球、高温烧结，再进一步通过酸碱溶液处理，制备出一种微孔少、孔径分布窄、强度高的介孔二氧化硅微球，在上述二氧化硅微球基础上，采用气固合成反应进一步键合一系列硅烷固定相，得到的色谱固定相具备以下特点：微孔少，强度高，耐碱洗，收率高等特点。CN115818653ACN115818653A权利要求书1/2页1.一种介孔二氧化硅微球的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：S1：由硅酸盐制备得到纳米硅溶胶，平均粒径为5‑30nm，比表面为100‑600m2/g；S2：将S1制备的纳米硅溶胶酸化并在加热条件下与脲醛溶液混合，得到白色复合微球沉淀；S3：将S2得到的白色复合微球沉淀在600°C以上条件下焙烧，得到介孔二氧化硅微球；S4：对S3焙烧得到的介孔二氧化硅微球进行浮选，并进一步在酸性和/或碱性溶液中处理和表面惰性处理，得到最终的介孔二氧化硅微球。2.根据权利要求1所述的一种介孔二氧化硅微球的制备方法，其特征在于，所述S1中，硅酸盐由正硅酸酯或二氧化硅与无机氢氧化物在水中加热制备，正硅酸酯中金属总含量不超过50ppm，所述二氧化硅为晶态、非晶态或混合态的固体二氧化硅或水合二氧化硅，所述二氧化硅中除钾钠之外其它金属含量不超过50ppm，所述无机氢氧化物为氢氧化钠，氢氧化钾或氢氧化锂，所述硅酸盐中SiO2与无机氢氧化物的摩尔比为1.5:1‑4.5:1。3.根据权利要求1所述的一种介孔二氧化硅微球的制备方法，其特征在于，所述S1中，硅酸盐水溶液通过离子交换除掉金属离子，pH值控制在4.5以下，得到纳米胶体溶液，随后用有机碱将pH调整到5‑11，在20‑120℃下搅拌或放置2‑150h，浓缩至二氧化硅含量为6‑20%，平均粒径为5‑30nm，比表面为100‑600m2/g，调整pH的有机碱为铵盐、三乙胺、二乙胺、乙二胺、氨水、或其它一级、二级、三级的短链胺或季铵盐，所述短链胺或季铵盐是指不超过4碳原子的烃基或羟烃基。4.根据权利要求1所述的一种介孔二氧化硅微球的制备方法，其特征在于，所述S2中，将S1制备的纳米硅溶胶混合在脲醛溶液中，所述脲醛溶液由尿素与甲醛、乙二醛、丙二醛、丁二醛中的一种或多种在酸性条件下制成，酸为有机酸或无机酸，反应温度为0‑95℃。5.根据权利要求1所述的一种介孔二氧化硅微球的制备方法，其特征在于，所述S3中，白色复合微球在600‑900℃高温下焙烧硬化，时间为5‑20h。6.根据权利要求1所述的一种介孔二氧化硅微球的制备方法，其特征在于，所述S4中，对焙烧后或酸碱处理后的介孔二氧化硅进一步进行浮选，相邻浮选瓶直径比为1.1‑1.8。7.根据权利要求1所述的一种介孔二氧化硅微球的制备方法，其特征在于，所述S4中，对焙烧后得到的介孔二氧化硅微球用酸和/或碱水溶液分别或顺序在20‑100℃下处理2‑100h，碱的浓度在1‑15%重量范围内，酸的浓度在0.1‑20%重量范围内，所述碱为氨水，铵盐，短链胺或季铵盐化合物；酸为无机酸或有机酸。8.根据权利要求1所述的一种介孔二氧化硅微球的制备方法，其特征在于，所述S4中，对酸碱处理后的介孔二氧化硅微球进行表面惰化处理，将短链硅烷和介孔二氧化硅微球在惰性溶剂中回流2‑48h，或者将介孔二氧化硅微球用包含短链硅烷，水和有机溶剂的混合液进行涂敷并加热，所述短链硅烷为甲基三甲氧基、甲基三乙氧基、乙基三甲氧基、四乙氧基、四甲氧基、乙撑六甲氧基、乙撑六乙氧基或上述短链硅烷的混合物，或上述短链硅烷任意混合后与水及有机溶剂按照比例混合的溶液，短链硅烷与水的质量比为100：1‑10：1；短链硅烷与有机溶剂的质量比为1：100‑10：1，有机溶剂为甲苯、乙醇、二氯甲烷、二氯乙烷、四氢呋喃或正癸烷。9.一种介孔二氧化硅微球，其特征在于，所述介孔二氧化硅微球由权利要求1所述方法制备而成，平均孔径±25%占比为≥70%，70Å以下的微孔占比小于10%，平均粒径为5‑20um，2CN1158186