Способ получения модифицированного кремнезема

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК СССР ОТКРЫТИЙДРСтвЕННЦЙ КОМ ЛАМ ИЗОБРЕТЕКИ РЕТ ЛЬСТВ ОПИСАНИЕ Н" АВТОРСКОМУ С(7 1) Ордена Трудового Красного Знамени институт физической химииим. Л.В. Писаржевского и Специальноконструкторско-технологическое бюроОрдена Трудового Красного Знамениинститута физической химииим. Л.В. Писаржевского(56) Патент США У 3190870,кл. 260-144, 1965.Авторское свидетельство СССР позаявке " 2658284/23-26,кл. С 01 В 33/16, 14.08.78.(54) (57) 1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МОДИФИЦИРОВАННОГО КРЕМНЕЗЕМА путем его обработки парами фенола или его производных в присутствии органического катализатора, о т л и ч а ю щ и й - с я тем, что, с целью снижения токсичности реакционной смеси, в качестве катализатора используют кетоны.2. Способ по п. 1, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что фенол и кетон используют в молярном соотношении, равном 1:(0,2 - 0,7), 9 д Оц 50Изобретение относится к способаммодифицирования дисперсных кремнеземов и может быть использовано в производстве модифицированных Феноламикремнеземов, применяемых, например,в качестве специфических сорбентовили наполнителей,Известен жидкофазный способ модиФицирования дисперсных окислов Фенолами и их производными в водной среде или в среде органических растворителей, содержащей растворенный модификатор,В процессе жидкофазного модифицирования кремнезема наблюдается умень шение удельной поверхности, что отрицательно сказывается на свойствахконечного продукта,Наиболее близким к описываемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является сгособ модифицирования дисперсных кремнеземов Фенолами, заключающийся в обработке кремнезема парами Фенола или его производных в присутствии паров пиридина.Недостатком известного способа является высокая токсичность реакционной смеси вследствие использованияпиридиня.,Целью заявляемого изобретенияявляется снижение токсичности реяк"ционной смеси.Поставленная цель достигается описываемым способом получения модифицированного кремнезема, состоящим в обработке кремнезема парами Фенола или его производных в присутствии пароворганического катализатора в качеств ве которого используют кетоны,Отличительным признаком способаявляется использование кетонов в качестве катализатора. Другим отличительным признаком способа является мольное соотношение фенола и кетона,равное 1:0,2-0,7Технология способа состоит в следующем,В герметический реактор, гомещаютаэросил марки Аи навеску Фенола, Создают цинамический вакуум(1-3) х 10 мм рт.ст, и нагреваютцо 100 С в течение 30 мин, затемохлаждают до комнатной температурыи вводят пары кетона, например, примольном соотношении фенол: кетон,равном 1 : (0,2 - О). Смесь нагревают до 370-385 С и поддерживают эту температуру в течение 1 ч, затем приэтой же температуре откачивают парыкепрореагировавших веществ и побочныхпродуктов реакции, Модифицированныйтаким способом кремнезем охлаждаютв условиях вакуума до комнатной температуры и выгружают.Наличие привитых феноксильныхгрупп определяют спектральным методом по появлению в ИК-спектре модиФицировякного аэросила полос поглощения ( У, == 1400 - 1700 см,3000-3100 см " ), характерных для фенольного соединения, ипо уменьшению интенсивности полосы3750 см ", принадлежащей валектнымколеоаниям ГидроксильньГх Групп поверхности кремнезема.Количество феноксильных групп наповерхности аэросила определяют весовым методом, прокаливая образец притемпературе 500-б 03 с,П р и м е р 1. В герметичныйлабораторный реактор емкостью 1 л поместили 10 г аэросила марки А,2 г (212 ммоль) фенола, Создали динамический вакуум 1 х 10 мм рт.ст.Ои нагрели смесь до 100 С в течение30 мин, затем охладили до комнатнойтемпературь: и ввели О,б 5 г (1 ч ммоль)ацетона (диметилкетона) в парообразком состоянии, Смесь нагрели дотемпературы 385 С и поддерживалиэту температуру в течение часа, затемпри этой же температуре откачали пары непрореагировавшего Фенола и побочньг продуктов реакции, После чегополученный модифицированный Феноломкремнезем охладили до комнатной температуры в условиях вакуума и выгру - зили, Наличие привитых Функциональных групп определили спектральным методом по появлению в ИК-спектре аэро- сила полос поглощения1, - с =1 б 20 см,Г1510 см, 1,=. 3090 см, 30 бО см), характерных для соответствующих феколъньгх соединений, а также по умень - шению интснсивности полосы 3750 см , принадлежащей валентным колебакиям гидроксильных групп поверхности кремнезема. Количество привитых Фекоксильных гоупп составило 0,35 ммоль/г,П р и м е р 2, В условиях примера 1 при тех же навесках аэросила и Фенола ввели 0,8 г (0,8 ммоль) диэтилкетона в царообразном состоянии.В ИК-спектре продукта определили те же полосы поглощения, что и в при940450 Составитель В.МаевскийРедактор П. Горькова Техред А.Бойко Корректор Л. Патай. Заказ 8125/1 Тираж 461 ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Подпис ное Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 мере 1. Количество фенольных группсоставило 0,41 ммоль/г.П р и м е р 3. В условиях примера 1 при навеске аэросила 10 г инитрофенола 3 г (24,0 ммоль) ввели0,7 г (12 ммоль) метилэтилкетона.Смесь нагрели до 370 С, В ИК-спектреобразца отмечены полосы поглощения,,соответствующие привитому нитрофено,лу (=с = 1510 см 1, 1620 см ", 10Рц = 1550 см ", 1370 см ) умень,шение полосы свободных гидроксильныхгрупп поверхности кремнезема(3750 см). Количество феноксильныхгрупп составило 0,35 ммоль/г. 15П р и м е р 4. В условиях примера 1 при навеске иодфенола 3 г (24ммоль) ввели 0,6 г (6 ммоль) 2 - гексанона,Наличие привитых функциональныхгрупп определили спектральным методомпо появлению в ИК - спектре аэросилаполос поглощения ( 1 = с = 1460 см,1510 см ", 1)= ЗОбО см " ), характерных для соответствующих фенольных соединений. Количество феноксильных групп сотавило 0,31 ммоль/г.П р и м е р 5, В условиях примера 1 при навеске хлорфенола 3,0 г (27ммоль) ввели 0,9 г (9,5 ммоль) циклогексанона.Наличие привитых функциональныхгрупп определили спектральным методом по появлению в ИК- спектре аэросила полос поглощения ( у : с =15 О смМ-1Е 351620 см ), характерных для соответствующих фенольных соединений. Количество феноксильных групп составило0,35 ммоль/г,П р и м е р 6. В условиях примера 1 при навеске метааминофенола 3,0 г.(29 ммоль) ввели 0,9 г (9,5 ммоль)циклогексанона. Наличие привитыхфункциональных групп определили спектральным методом, Количество феноксильных групп на поверхности аэроси"ла составило 0,3 ммоль/г,П р и м е р 7. В условиях примера 6 ввели 0,9 г (9 ммоль) дипропил,кетона, Количество феноксильных группсоставило 0,30 ммоль/г.Применяемые по данному способукетоны являются менее токсичнымивеществами по сравнению с пиридином.Так, предельно допустимая концентрация (ПДК) паров кетонов в воздухе в40 раз выше, чем ПДК пиридина 1 например ПДК диметилкетона (ацетона)200 мг/м , а пиридина - 5 мг/мэ3Применение кетонов в качестве третьего компонента приводит к значительному снижению токсичности реакционной смеси и улучшению тем самымусловий труда.Использование кетонов вместо пиридина по известному способу на качестве получаемых модифицированных фенолами кремнеземов не отражается, вчастности, количество привитых феноксильных групп такое же, как и в случае применения пиридина (0,300,41 ммоль/г-по данному способу,0,30 - 0,40 ммоль/г-по известномуспособу).Удельная поверхность модифицированных кремнеземов, полученных поописываемому и известному способам,практически одинакова.