專利名稱：大孔硅膠的制造方法
技術領域：
本發明涉及硅膠制造方法的改進，具體講是一種大孔硅膠的制造方法，其屬于硅化工技術領域。本案系03111888.7號專利申請的分案申請。該案發明名稱大孔球形硅膠的制造方法，申請日03.2.21。
背景技術：
現有技術中，一般將硅膠按其孔徑不同，分為粗孔硅膠和細孔硅膠；或按其形狀不同，分為塊狀硅膠和球形硅膠。有CN1363514A文獻公開的一種大孔硅膠及其制造方法，其硅膠的物化性能為平均孔徑在10-60nm，平均比表面積250-350m2/g，平均孔容1.00-2.00ml/g；其制造方法是由硅酸鈉溶液與稀硫酸在反應器中生成正硅酸，經靜置凝固—→破碎造粒—→水洗—→堿泡處理—→蒸汽處理—→浸鹽處理，再經傳統的烘干工藝處理，制得大孔硅膠。這種大孔硅膠的機械強度較弱，其用作催化劑載體時，遇到水溶液極易發生碎裂，影響催化劑的催化使用效果。由于采用浸鹽處理工藝而造成這種大孔硅膠的孔結構中存在金屬離子、不易分解的鹽，這勢必影響到催化劑的催化活性。這種大孔硅膠在用于消光劑，或開口劑時，其使用效果均不能達到要求。
(三)技術內容本發明的目的是要克服上述大孔硅膠的缺陷，提供一種大孔球形硅膠的制造方法。用該方法制造的大孔硅膠不僅要具有如下的孔結構平均孔徑在10-45nm、平均孔容1.00-2.20ml/g、平均比表面積200-550m2/g，而且要具有一定的機械強度，遇水不裂的特性。
本發明的任務是由以下技術方案實現的，研制了一種大孔球形硅膠的制造方法，其由硅酸鈉溶液與稀硫酸在混旋式造粒裝置中，進行逐級反應并經該造粒裝置的噴嘴噴射至空氣中，進而縮聚生成凝膠粒，該凝膠粒再經老化—→酸泡—→水洗—→干燥的工藝處理，從而得到大孔球形硅膠產品。
所述的老化工藝處理，是將造粒生成的該凝膠粒置于70-200℃的熱水中處理；所述的干燥工藝處理，是將溫水處理的水洗該凝膠粒撈出，經烘干設備在160-950℃高溫下，烘干處理。所述的老化工藝處理，是將造粒生成的該凝膠粒經熱水保溫處理0.5-48小時。所述的干燥工藝處理，是將溫水處理后的水洗該凝膠粒高溫烘干處理1秒-4小時。
一種大孔硅膠的另一種制造方法，其由硅酸鈉溶液與稀硫酸在混旋式造粒裝置中，進行逐級反應并經該造粒裝置的噴嘴噴射至空氣中，進而縮聚生成凝膠粒，該凝膠粒再經酸泡—→水洗—→老化—→二次酸泡—→干燥的工藝處理，從而得到大孔球形硅膠產品。
本發明的大孔硅膠的另一種制造方法，所述的老化工藝處理，是將溫水處理的水洗該凝膠粒再置于120-200℃的熱水中處理；所述的二次酸泡工藝處理，是將老化處理后的該凝膠粒浸泡在0.01-1.0％(W/t)低濃度酸溶液中；所述的干燥工藝處理，是將二次酸泡處理的該凝膠粒撈出，經烘干設備在160-950℃高溫下，烘干處理。
本發明的大孔硅膠的另一種制造方法，所述的老化工藝處理，是將溫水處理的水洗該凝膠粒再經熱水保溫處理0.5-48小時。
本發明的大孔硅膠的另一種制造方法，所述的二次酸泡工藝處理，是將老化處理后的該凝膠粒在低濃度酸溶液中浸泡2-16小時。
本發明的大孔硅膠的另一種制造方法，所述的干燥工藝處理，是將二次酸泡處理后的該凝膠粒高溫烘干處理1秒-4小時。
本發明的大孔硅膠的另一種制造方法，所述的干燥工藝處理，是將二次酸泡處理后的該凝膠粒在500-850℃高溫下，烘干處理1秒-4小時。
本發明的大孔硅膠的另一種制造方法，所述的二次酸泡工藝處理，所選用的酸為硫酸，硝酸，鹽酸，甲酸，醋酸中的一種。
本發明的優點在于由于本發明的大孔硅膠的兩種制造方法都在老化工藝處理中，將凝膠粒置于70-200℃的熱水中進行熱處理。這種高溫熱處理老化工藝比傳統制膠工藝的溫水(25-40℃)老化處理具有較強的擴孔作用。由于本發明的大孔硅膠的兩種制造方法都在干燥工藝處理中，將凝膠粒在450-950℃高溫下，烘干處理1秒-4小時。這種高溫烘干處理工藝比傳統制膠工藝的烘干溫度(120-150℃)高得多，其具有部分燒結效果，可大大地提高了硅膠粒的表面骨架強度，使得該硅膠粒在遇到水時能夠抵抗毛細壓力的沖擊，而不致于破碎。因此本發明的這種高溫烘干處理工藝使得本發明的大孔硅膠具有耐水性。由于本發明的大孔硅膠的兩種制造方法都采用了酸泡工藝處理，而沒有采用堿泡工藝，這樣就減少了金屬離子存留在硅膠孔隙中，再配合高溫烘干處理工藝，使得存留在硅膠空隙中的酸會分解揮發或燃燒，使成品大孔硅膠中無殘留，從而提高了用作催化劑載體的該大孔硅膠的催化活性的使用性能。因此，本發明的大孔硅膠特別適用于作為催化劑載體、消光劑、開口劑、啤酒過濾介質、紙張添加劑等。
(四)實施例本發明的保護范圍不僅局限于以下實施例。本發明的大孔球形硅膠兩種制造方法的實施例說明了本發明的優點。
本發明的大孔球形硅膠制造方法是在傳統制膠工藝設備的基礎上，配制含SiO217±0.5％的硅酸鈉溶液和含量為20±0.5％的硫酸溶液在ZL95233839.4專利產品的混旋式造粒裝置中，進行逐級反應并經該造粒裝置的噴嘴噴射至空氣中，進而縮聚生成凝膠粒，該凝膠粒再經老化在熱水溫度70-200℃下保溫處理0.5-48小時—→酸泡在含量為3-3.5％的硫酸溶液中浸泡4-6小時—→水洗用30-70℃的溫水沖洗至PH值2.2-7.5—→干燥在200-950℃高溫下，烘干處理1秒-4小時，從而得到大孔球形硅膠產品。具體實施例見表1。
表1大孔球形硅膠制造方法主要工藝條件實施例及其孔結構 本發明的大孔硅膠另一種制造方法是在傳統制膠工藝設備的基礎上，配制含SiO217±0.5％的硅酸鈉溶液和含量為20±0.5％的硫酸溶液在ZL95233839.4專利產品的混旋式造粒裝置中，進行逐級反應并經該造粒裝置的噴嘴噴射至空氣中，進而縮聚生成凝膠粒，該凝膠粒再經酸泡在含量為3-3.5％的硫酸溶液中浸泡4-6小時—→水洗用30-70℃的溫水沖洗至PH值6.0以上—→老化在熱水溫度120-200℃下保溫處理0.5-48小時—→二次酸泡在含量為0.01-1.0％(W/t)的酸溶液中浸泡2-6小時—→干燥在200-950℃高溫下，烘干處理1秒-4小時，從而得到大孔球形硅膠產品。體實施例見表2。
表2大孔硅膠另一種制造方法主要工藝條件實施例及其孔結構 注上述表1、2所測定的孔結構數據系采用美國邁克儀器公司產的ASAP2000型和Tristar3000型分析儀測定。
權利要求
1.一種大孔硅膠的制造方法，其由硅酸鈉溶液與稀硫酸在混旋式造粒裝置中，進行逐級反應并經該造粒裝置的噴嘴噴射至空氣中，進而縮聚生成凝膠粒，該凝膠粒再經酸泡、水洗、老化、二次酸泡、干燥的工藝處理，從而得到大孔球形硅膠產品，其特征在于所述的老化工藝處理，是將30-70℃的溫水處理的水洗該凝膠粒再置于120-200℃的熱水中處理；所述的二次酸泡工藝處理，是將老化處理后的該凝膠粒浸泡在0.01-1.0％低濃度酸溶液中；所述的干燥工藝處理，是將二次酸泡處理的該凝膠粒撈出，經烘干設備在500-950℃下，烘干處理。
2.根據權利要求1所述大孔硅膠的制造方法，其特征在于所述的老化工藝處理，是將30-70℃的溫水處理的水洗該凝膠粒再經熱水保溫處理0.5-48小時。
3.根據權利要求1所述大孔硅膠的制造方法，其特征在于所述的二次酸泡工藝處理，是將老化處理后的該凝膠粒在低濃度酸溶液中浸泡2-16小時。
4.根據權利要求1所述大孔硅膠的制造方法，其特征在于所述的干燥工藝處理，是將二次酸泡處理后的該凝膠粒烘干處理1秒-4小時。
5.根據權利要求1所述大孔硅膠的制造方法，其特征在于所述的干燥工藝處理，是將二次酸泡處理后的該凝膠粒在500-850℃高溫下，烘干處理1秒-4小時。
6.根據權利要求1所述大孔硅膠的制造方法，其特征在于所述的二次酸泡工藝處理，所選用的酸為硫酸，硝酸，鹽酸，甲酸，醋酸中的一種。
全文摘要
本發明是一種大孔硅膠的制造方法，其由硅酸鈉溶液與稀硫酸經逐級反應并經該造粒裝置噴射而縮聚生成凝膠粒，該凝膠粒再經酸泡、水洗、老化、二次酸泡、干燥的處理，得到大孔球形硅膠產品。其中干燥工藝是將二次酸泡處理的該凝膠粒撈出，經烘干設備在500－950℃下烘干處理。由于采用酸泡工藝處理，減少了金屬離子存留在硅膠孔隙中，再有高溫烘干處理，使得存留在硅膠空隙中的酸會分解揮發或燃燒，使大孔硅膠中無殘留，提高了用作催化劑載體的催化活性。本大孔硅膠特別適用于作為催化劑載體、消光劑、開口劑、啤酒過濾介質、紙張添加劑等。
文檔編號C01B33/157GK1896000SQ200510002090
公開日2007年1月17日 申請日期2003年2月21日 優先權日2003年2月21日
發明者張崇岷, 喬峰, 孫秀云, 李建設, 李秀紅 申請人:青島海洋化工有限公司