專利名稱：大孔球形硅膠的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及硅膠制造方法的改進(jìn)，具體講是一種大孔球形硅膠的制造方法，其屬于硅化工技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中，一般將硅膠按其孔徑不同，分為粗孔硅膠和細(xì)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(xiàn)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(yīng)器中生成正硅酸，經(jīng)靜置凝固—→破碎造?！础鷫A泡處理—→蒸汽處理—→浸鹽處理，再經(jīng)傳統(tǒng)的烘干工藝處理，制得大孔硅膠。這種大孔硅膠的機(jī)械強(qiáng)度較弱，其用作催化劑載體時(shí)，遇到水溶液極易發(fā)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(jié)構(gòu)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(shí)，其使用效果均不能達(dá)到要求。
(三)技術(shù)內(nèi)容本發(fā)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(jié)構(gòu)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(jī)械強(qiáng)度，遇水不裂的特性。
本發(fā)明的任務(wù)是由以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)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(jìn)行逐級反應(yīng)并經(jīng)該造粒裝置的噴嘴噴射至空氣中，進(jìn)而縮聚生成凝膠粒，該凝膠粒再經(jīng)老化—→酸泡—→水洗—→干燥的工藝處理，從而得到大孔球形硅膠產(chǎn)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(jīng)烘干設(shè)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(jīng)熱水保溫處理0.5-48小時(shí)。
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(shí)。
一種大孔球形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(jìn)行逐級反應(yīng)并經(jīng)該造粒裝置的噴嘴噴射至空氣中，進(jìn)而縮聚生成凝膠粒，該凝膠粒再經(jīng)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(chǎn)品。
本發(fā)明的大孔球形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(jīng)烘干設(shè)備在160-950℃高溫下，烘干處理。
本發(fā)明的大孔球形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(jīng)熱水保溫處理0.5-48小時(shí)。
本發(fā)明的大孔球形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(shí)。
本發(fā)明的大孔球形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(shí)。
本發(fā)明的大孔球形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(shí)。
本發(fā)明的大孔球形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(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于由于本發(fā)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(jìn)行熱處理。這種高溫?zé)崽幚砝匣に嚤葌鹘y(tǒng)制膠工藝的溫水(25-40℃)老化處理具有較強(qiáng)的擴(kuò)孔作用。由于本發(fā)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160-950℃高溫下，烘干處理1秒-4小時(shí)。這種高溫烘干處理工藝比傳統(tǒng)制膠工藝的烘干溫度(120-150℃)高得多，其具有部分燒結(jié)效果，可大大地提高了硅膠粒的表面骨架強(qiáng)度，使得該硅膠粒在遇到水時(shí)能夠抵抗毛細(xì)壓力的沖擊，而不致于破碎。因此本發(fā)明的這種高溫烘干處理工藝使得本發(fā)明的大孔硅膠具有耐水性。由于本發(fā)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(fā)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(fā)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(zhì)、紙張?zhí)砑觿┑取?br> (四)實(shí)施例本發(fā)明的保護(hù)范圍不僅局限于以下實(shí)施例。本發(fā)明的大孔球形硅膠兩種制造方法的實(shí)施例說明了本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。
本發(fā)明的大孔球形硅膠制造方法是在傳統(tǒng)制膠工藝設(shè)備的基礎(chǔ)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(chǎn)品的混旋式造粒裝置中，進(jìn)行逐級反應(yīng)并經(jīng)該造粒裝置的噴嘴噴射至空氣中，進(jìn)而縮聚生成凝膠粒，該凝膠粒再經(jīng)老化在熱水溫度70-200℃下保溫處理0.5-48小時(shí)—→酸泡在含量為3-3.5％的硫酸溶液中浸泡4-6小時(shí)—→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(shí)，從而得到大孔球形硅膠產(chǎn)品。具體實(shí)施例見表1。
表1大孔球形硅膠制造方法主要工藝條件實(shí)施例及其孔結(jié)構(gòu) 本發(fā)明的大孔球形硅膠另一種制造方法是在傳統(tǒng)制膠工藝設(shè)備的基礎(chǔ)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(chǎn)品的混旋式造粒裝置中，進(jìn)行逐級反應(yīng)并經(jīng)該造粒裝置的噴嘴噴射至空氣中，進(jìn)而縮聚生成凝膠粒，該凝膠粒再經(jīng)酸泡在含量為3-3.5％的硫酸溶液中浸泡4-6小時(shí)-→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(shí)—→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(shí)—→干燥在200-950℃高溫下，烘干處理1秒-4小時(shí)，從而得到大孔球形硅膠產(chǎn)品。具體實(shí)施例見表2。
表2大孔球形硅膠另一種制造方法主要工藝條件實(shí)施例及其孔結(jié)構(gòu) 注上述表1、2所測定的孔結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)系采用美國邁克儀器公司產(chǎn)的ASAP2000型和Tristar3000型分析儀測定。
權(quán)利要求
1.一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(jìn)行逐級反應(yīng)并經(jīng)該造粒裝置的噴嘴噴射至空氣中，進(jìn)而縮聚生成凝膠粒，該凝膠粒再經(jīng)老化-→酸泡-→水洗-→干燥的工藝處理，從而得到大孔球形硅膠產(chǎn)品，其特征在于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(jīng)烘干設(shè)備在160-950℃高溫下，烘干處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述大孔球形硅膠的制造方法，其特征在于所述的老化工藝處理，是將造粒生成的該凝膠粒經(jīng)熱水保溫處理0.5-48小時(shí)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述大孔球形硅膠的制造方法，其特征在于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(shí)。
4.一種大孔球形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(jìn)行逐級反應(yīng)并經(jīng)該造粒裝置的噴嘴噴射至空氣中，進(jìn)而縮聚生成凝膠粒，該凝膠粒再經(jīng)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(chǎn)品，其特征在于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％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(jīng)烘干設(shè)備在160-950℃高溫下，烘干處理。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述大孔球形硅膠的制造方法，其特征在于所述的老化工藝處理，是將溫水處理的水洗該凝膠粒再經(jīng)熱水保溫處理0.5-48小時(shí)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述大孔球形硅膠的制造方法，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(shí)。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述大孔球形硅膠的制造方法，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高溫烘干處理1秒-4小時(shí)。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述大孔球形硅膠的制造方法，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(shí)。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述大孔球形硅膠的制造方法，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(fā)明公開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(jìn)行逐級反應(yīng)并經(jīng)該造粒裝置的噴嘴噴射至空氣中，進(jìn)而縮聚生成凝膠粒，該凝膠粒再經(jīng)老化—→酸泡—→水洗—→干燥的工藝處理，從而得到大孔球形硅膠產(chǎn)品。該大孔硅膠的另一種制造方法，是在生成凝膠粒后再經(jīng)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(chǎn)品。用該兩種方法制造的大孔硅膠具有如下的孔結(jié)構(gòu)平均孔徑在10－45nm、平均孔容1.00－2.20ml/g、平均比表面積200－550m
文檔編號C01B33/157GK1522958SQ03111888
公開日2004年8月25日 申請日期2003年2月21日 優(yōu)先權(quán)日2003年2月21日
發(fā)明者張崇岷, 喬峰, 孫秀云, 李建設(shè), 李秀紅 申請人:青島海洋化工有限公司