專利名稱：制備高純度、單分散憎水超細二氧化硅顆粒的方法
技術領域：
本發明屬于制備憎水二氧化硅(SiO2)顆粒的一種技術。
超細憎水SiO2(＜500nm)可以用在許多重要的化工過程中，例如，可作為催化劑的載體，色譜柱的填料以及各種各樣的塑料和涂料的填料。在醫學領域的研究中也具特別意義。
文獻中有許多方法制備憎水SiO2顆粒，迄今為止，大量使用的方法是將硅酸酯(例如Si(OC2H5)4)水解，然后用醇進行酯化憎水制得，即Stober和Van.Helden的方法[1.2]，但這種方法原料昂貴，過程繁復，且提純方法十分費時。
本發明的目的是提供一種制備憎水SiO2顆粒的方法。將市售的新水SiO2粉末，粒度在0.5μm以下，經過含有表面活性劑的有機溶劑處理分散，本發明所使用的表面活性劑是陽離子型或非離子型，其HLB值低于10，本發明使用的有機溶劑是環己烷、氯仿、苯、甲苯或直鏈烷等，超細SiO2粉末與表面活性劑的用量比是5∶1-1∶5，有機溶劑與表面活性劑用量之比為100∶0.05-100∶5，將含有表面活性劑的SiO2有機懸浮體用超聲分散或振動分散。經這樣處理后，表面活性劑能夠吸附在SiO2表面上，而使SiO2表面憎水，從而能在油相中分散，形成淡乳白色以至透明無色的懸浮體。這種懸浮體有時會聚集成很粗的、不規則的聚集團，這主要是在分散體系中，除憎水SiO2外，還有部分多余的表面活性劑，如何將多余的表面活性劑分離除去呢？從六十年代起，Y.ITO發明了一種新的分離方法一逆流層析法[3.4]。經過二十多年的發展，這種方法綜合了逆流分布法和液相層析法的優點[5]，又克服了二者的主要缺點，這種分離方法既不用固定支持體，又實現了較高效率的連續分配分離，使用儀器簡單，操作和清洗方便，溶劑用量較少，這種方法可以用于分離離子、分子、大分子、細胞粒子，我們首次用該分離方法，將超細固體粒子和伴隨分子分離，用水相做為固定相，將含有憎水SiO2的有機相做為流動相，經過逆流層析儀，成功地將憎水超細SiO2顆粒和多余的表面活性劑分開，從而得到憎水SiO2顆粒。其雜質含量不超過2%。
單分散的SiO2顆粒粒徑在5-500nm。
具體實施例方式例(1)正己烷 100mlspan(司班)80 0.30gSiO2粉末(市售白碳黑) 0.50g超聲分散 15分鐘逆流層析條件選擇溶劑系統正己烷∶H2O(1∶1)轉速 300rpm流速 20ml/h檢測波長 232nm樣品量 用上述制備樣品4ml例(2)正己烷 100ml司班(80) 1.0gSiO2粉末 1.5g超聲分散 30分鐘逆流層析條件選擇溶劑系統正己烷∶H2O(1∶1)上相做流動相轉速 250r.p.m流速 60ml/h檢測波長 232nm樣品量 取上述制備樣品5ml例(3)正己烷 100mlspan(80) 0.1gSiO2粉末 0.05g振動器振動分散 15分鐘逆流層析條件選擇同例(2)流速 15ml/h樣品 用上述分散樣品100ml先用固定相(H2O)充滿管系，再慢慢壓入樣品例(4)環己烷 100mlspan(85) 0.2gSiO2粉末 0.2g超聲分散 20分鐘逆流層析條件選擇 同例(1)例(5)樣品制備用Stober和Vanhelden的方法分別制備15nm和500nm的SiO2顆粒。
逆流層析條件選擇溶劑系統三氯甲烷∶環己烷∶H2O(3∶2∶5)轉速 150rpm流速 20ml/h樣品 200ml同例(3)先用固定相(下相H2O)充滿管系，再慢慢壓入分離樣品。
圖1是例1的監測分離光譜圖，分別從峰頂1處和峰底2處取分離樣品，用UV8451型光譜儀進行紫外檢測，圖2是取圖1中1處的樣品的紫外檢測譜圖，216代表SiO2峰，260代表司班峰，圖3是取圖1中2處的樣品的紫外檢測圖譜，表示SiO2和表面活性劑已很好分離，所得SiO2粒徑為30nm，圖4是例2的檢測分離光譜圖，分別收集3和4處的樣品，用UV8451型光譜儀進行紫外檢測，圖5是收集圖4中3處的樣品的紫外檢測圖譜，表示表面活性劑已被很好分離，圖6為收集圖4中3處的樣品的紫外檢測圖譜表示SiO2和表面活性劑已很好分離。
參考文獻1.WERNER STOBER，ARTHUR FINK，Journal of Interface Science 26，(62-69)(1968)2.A.K.VANHELDEN，J.W.JANSEN，and A.VRIJ，Journal of Colloid and Interface Science，Vol.81，No.2，June 1981(354-368)
3.Ito Y.，et al醫科器械雜志(日)，36-7，1(1966)4.ItoV，J.Chromategr.，214(1)，122(1981)5.Instrument Highlights，Science，Vol.212.No.4491，150(1981)
權利要求
1.一種制備高純度單分散憎水超細SiO2顆粒的方法，其特征是將干的SiO2粉末，在有陽離子或非離子型表面活性劑(其HLB值低于10)存在下溶在有機溶劑中，經超聲分散或振動分散，干的SiO2粉末與表面活性劑的用量之比為5∶1-1∶5。
2.根據權利要求1所說的方法，其特征在于有機溶劑是指環己烷、氯仿、苯、甲苯或直鏈烷、有機溶劑與表面活性劑用量之比為100∶0.05-100∶5。
3.根據權利要求1和2所說的方法，其特征在于將含有表面活性劑的有機懸浮體經過逆流層析分離去除過量的表面活性劑和聚集的大顆粒，得到單分散的SiO2顆粒，其粒徑在5-500nm，SiO2所含雜質不超過2%。
全文摘要
本發明屬于制備憎水SiO
文檔編號C01B33/113GK1057818SQ9010314
公開日1992年1月15日 申請日期1990年6月29日 優先權日1990年6月29日
發明者唐芳瓊, 李津茹, 袁金鎖, 江龍 申請人:中國科學院感光化學研究所