Способ модифицирования кремнезема

(51)5 С 01 В 33/1 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ЛЬСТВУ АВТОРСКОМУ СВИ(71) Институт химии поверхност(54) СПОС 0 Б МоаИЭИЦИКРЕМНЕЗЕМА АН УССРВ.Г.Иванот 44, МЗ,ВАНИ Изобретение относится к химическойтехнологии сорбентов, которые могут найтиприменение для поглощения, разделения иконцентрирования жидких и газообразныхвеществ,Существует проблема улучшения потребительских свойств модифицированныхкремнеземов, в частности повышение гидролитической устойчивости привитого модифицирующего покрытия, а также уменьшенияадсорбционной способности модифицированных кремнеземов по отношению к водеи органическим растворителям, напримербензолу.Наиболее близким к изобретению является способ модифицирования кремнеземапутем взаимодействия с триметилхлорсиланом при 400 С,Недостатком известного способа является неудовлетворительное качество получаемого продукта, а именно заметноесродство получаемого модифицированногокремнезема к воде и невысокая гидролити.,Ж 1724574 А 1(57) Изобретение относится к химической технологии сорбентов, которые могут найти применение для поглощения, разделения и концентрирования жидких и газообразных веществ. Проводят термообработку кремнезема, затем обрабатывают его силаном общей формулы(СНз)х СУ ЯНг(х =0 - 2, у=1 - 3, г = 1 - 3, причем х+у+2 = 4) при 280 - 320 С в течение 1,5 - 2,5 ч и а-олефином с С 6-С 1 в при 80-120 С в течение 1,5 - 2,5 ч в присутствии катализатора Н 2 РсС 6. Полученный модифицированный кремнезем промывают и сушат. 1 табл,ческая устойчивость привитого модифицирующего покрытия.Целью изобретения являетсяповышение гидролитической устойчивости привитого модифицирующего покрытия.Для осуществления способа берут кремнезем марки С, помещают в кварцевый реактор и откачивают при 400 С, Затем дегидратированный кремнезем обрабатывают парами силана с последующей обработкой одним из а -олефинов в присутствии катализатора Н 2 Рс С 6 (катал и- затора Спайера).Силаны общей формулы (СНз)хСУЗН квалификации ч, очищают перегонкой при атмосферном давлении. Очищенные вещества хранят в плотно закрытой посуде над прокаленными цеолитами МаХ.Модифицирование кремнезема контролируют с помощью ИК-спектроскопии (спектрофотометр ИКС, область 4000- 1200 см, толщина спрессованных таблеток кремнезема 10-15 мг/см, давление прессо 2вания 1,72 10 Па),1724574 50 55 Содержание органических групп на поверхности кремнезема определяют с помощью термического и элементного анализа (анализатор "Еевепса апа 1 угег СНИ Мод 1106").Гидролитическую устойчивость образующегося продукта оценивают по следующей методике, Она заключается в определении устойчивости продукта по отношению к воде при температуре ее кипения, Для этого 1 г модифицированного кремнезема помещают в стеклянный реактор, содержащий 100 мл дистиллированной воды, и кипятят в течение 30 мин с обратным холодильником, После кипячения содержимое реактора количественно переносят в делительную воронку, отделяют деструктированный кремнезем (нижний слой) и определяют его содержание после высушивания до постоянной массы при 105- 110 С. Гидролитическую устойчивость продукта Х 1 вычисляют по формуле где в - масса навески модифицированного кремнезема, г;а- масса деструктирован ного кремнезема, г.Адсорбционные свойства полученного продукта определяют по адсорбции воды и бензола.П р и м е р 1. В кварцевый реактор помещают 6 г кремнезема Сс Зуд = =151 м /г и откачивают при 400 С 2,5 ч, Затем в реактор напускают пары (СНз)Я С 2 Н в количестве 2 г и выдерживают 2 ч при 300 С. После удаления вакуумированием избытка реагентов и газообразных продуктов реакции модифицированный силаном кремнезем смешивают с 12 мл СзН 16 и 0,00267 мг катализатора Н 2 РтСе (Спайера), нагревают 2 ч в запаянной ампуле при 100 С. После охлаждения ампулу вскрывают, полученный продукт отфильтровывают, промывают этиловым спиртом (10 мл х 5) и сушат на воздухе. По данным Н,С,й-анализа содержаниепривитых органических групп на поверхности кремнезема составляет 3,7 мкмоль/м .2Гидролитическая устойчивость составляет 5 99,8 о .И К-спектры подтверждают осуществление химического присоединения алкильных радикалов к поверхности кремнезема.В таблице (примеры 1 - 72) представле ны условия модифицирования кремнеземаи его физико-химические характеристики в сравнении с известным способом.П р и м е р 73 (по известному способу).0,1 г кремнезема подвергают вакуумиро ванию при 500 С и обрабатывают 3-кратным избытком паров триметилхлорсилана при 400 С в течение 2,5 - 3 ч. Для сравнения результатов работы изучена адсорбция воды на модифицированном крем неземе.П р и м е р 74 (по известному способу).Поступают так, как описано в примере 73.Заменяя лишь триметилхлорсилан на гексаметилдисилазан.25 Таким образом, предлагаемый способпозволяет получить модифицированный кремнезем с более гидролитически устойчивым покрытием по сравнению с известным.Модифицированный кремнезем, получен ный предлагаемым способом, может многократно использоваться в адсорбционных процессах в интервале 25 - 300 С без потери гидролитической устойчивости,35 Формула изобретенияСпособ модифицирования кремнезема,включающий его предварительную термообработку и последующую обработку силаном при нагревании, о т л и ч а ю щ и й с я40 тем, что, с целью повышения гидролитической устойчивости продукта, обработку ведут силаном общей формулы (СНз)хСу 5 Ндгде х=0-2, у=1 - 3, к=1 - 3, причем х+у+г== 4, при 280 - 320 С в течение 1,5-2,5 ч,45 затем а-олефином с Св-Св при 80-120 Св течение 1,5 - 2,5 ч в присутствии платинохлористоводородной кислоты с последующей промывкой и сушкой,Время обработки гб- плееинпм Пример Формулаь(-олефина Время обработки силаном, и ипролитиескеп успичиеостьролукта,Температура обработкисиланом ес Температура обработкиг(-олебином, С,5 ,5 1 Э 0 0,34 0,63 0,70 0,29 0,90 090 0,30 0,32 0,1 1,5 100 100 6 н 1,20 1,20 040 0,25 0,30 260 970 9 Ь,5 994 Свб с аНб Св Нб СВ,ь С,Н С,Н4,35 0,7 Сене СбНН Согб Санэб,34 ,34 1 О 25 СНго СО Нго С юнге С его Санте 0,20 050 О,1,53 20 1,20,9 0,50 0,5 0,5 0,3 0,29 1,00 1,00 1,20 0,12 0,13 0,50 14 2,5 1,5 30 0,29 0,80 0,80 0,29 0,29 035 0,71 99,9 96,0 950 99,7 1,5 е г О,Сф Нге СН Со Нга СН, С кнго С,е Нго Сеюго Со Нго 300 40 0,3 0,52 0,7 50 1,2 30 О, 15 0,31 0,321724574 Продолжение таблицы Абсорбция паров бензола, ммоль/г Абсорбция паров волы,ммоль/г Времяобработки копеечном,ч Темпера"тура обработки1 С"олеФином, С илролитиеская усВремя обработки силаном, ч Температура обработкисиланом,ФормулаК-олеФина При- Формула силанамер пйчивостьролукта,р/рва р/р,. 1 р/р,- 0057 04403 0850 Р/Рв Р/Р Р/Рв ООЗО 0,1650,445 99,8 100 2100 ",5 028 100 0,28 1,00 0,28 1,00 0,14 0,27 0,28 0,10 0,16 300 2 99,8 100,0 95,8 96,7 99,7 99,9 95,9 96,5 100,0 100,0 0,14 0,1 280 2,5 320 1,5 260 3 0,11 0,28 0,12 0,15 О, 11 100 1,5100 3 0,85 1,20 0,85 1,20 0,30 1,00 0,30 100 0,80 20 0,80 1,20 0,28 1,00 0,28 1,00 0,28 1,00 035 048 060 045 0,50 0,11 0,49 0,65 0,39 0,12 10080 340 1 2,5 300 2,5 300 1,5 О, 17 0,30 0,32 0,70 0,64 120 1,5 0,11 0,18 0,60 0,11 0,45 0,45 0,10 0,10 0,10 0,50 0,50 0,35 60 040 0,58 140 300 1 300 2 0,11 0,31 0,20 0,22 2,5 280 2,5 320 1,5 260 3 0,31 100 0,11 998 0,12 0,21 032 1,5 100 95,9 090 1,5 0,90 1,15 0,30 1,00 0,70 0,40 0,55 0,66 0,20 96,9 3400,65 0,42 с 5 0,12 о 9,9 300 .2,5 300 1,5 300 3 0,35 0,13 80 1,5 0,30 1,00 0,85 1,20 О 12 0,22 035 012 О 35 0 45 О 69 О 45 99,8 120 99,3 97,5 60 031 048 065 045 О 85 20 300400 3 400 3 140 90,0 95,0 0,76 0,85 100 1650,90 1,40 0,60 0;50 0,42 0,42 0,74 0,90 т Не менее 9958аь примеры даны яля известного способа. Данные получены в идентичных условиях с примерами 1-72. 30 35 40 45 50 Редактор Н. Рогулич Заказ 1145 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 55 С 1 5(Нг Со Нго56 С 1 г 5 ьНг Со "го57 С)г 518 г С оНго58 С 1 51 Н СоНго59 С 1 г 5 (Нг С оНго60 С 1 ЯьНг С о Нго61 С 1 г 5 ьНв С юНго62 С 1 г 5(Нг63 С 1 г 5(НгС о 8 го64 С 151 Н 5 СоНго65 С 155 Н66 С 15 тНа Сф Нез67 С 151 Н СаНяа68 С 15(Нт Со "го69 С 15(Н Сто Нго70 С 15(НС го Нго71 С 15(Нт С,о Нсо72 С 15(Н73 (СНъ)а 5 С 174 (СН ) 5(Н(Н)5 СНЗ)З Техред М.Моргентал Корректор О. Кравцова