本發(fā)明屬于液相色譜固定相粒子合成技術(shù)領(lǐng)域,特別是涉及一種專用于電子材料純化領(lǐng)域的可控吸水二氧化硅微球的合成方法。
背景技術(shù):電子材料常對水含量具有嚴(yán)格的控制標(biāo)準(zhǔn),如液晶材料,水分的摻雜會大大影響其介電性能,從而影響顯示效果,因此需盡可能多的除去。傳統(tǒng)色譜分離常用反相硅膠填料作為分離純化基質(zhì),常見的有C18,C8,C6,苯基,氨基,氰基等鍵合相,可用于生物醫(yī)藥、化學(xué)化工及其相關(guān)領(lǐng)域物質(zhì)的分離提純,但因該種固定相基質(zhì)常配合有機(jī)溶劑-水作為流動相進(jìn)行分離提純,而不適合將其用于電子材料純化領(lǐng)域;而正相硅膠雖然往往采用有機(jī)溶劑作為流動相,但正相硅膠有很強(qiáng)的吸濕性,同時純化樣品中也可能含水,不同吸水率嚴(yán)重影響了正相硅膠的吸附性能,造成純化結(jié)果難以重復(fù),大大影響產(chǎn)品的純化質(zhì)量,降低純化穩(wěn)定性和重復(fù)性。專利號ZL201010207767.3的專利“一種高純球形全孔硅膠粒子的制備方法”描述了一種多孔球形硅膠介質(zhì)的合成制備工藝,該方法合成的粒子具有較好的介孔結(jié)構(gòu),但作為正相填料使用時吸水率難以控制;專利號ZL201010208014.4的專利“三官能團(tuán)正十八烷基鍵合相的制備方法”描述了一種tC18的反相硅膠粒子的制備方法,該方法合成的粒子適用于水/有機(jī)體系下的樣品的分離純化,適用范圍較廣,但難以控制電子材料中的水分含量。本專利專門開發(fā)了一種可控吸水二氧化硅微球粒子,可用于正相色譜分離,分離過程穩(wěn)定可重復(fù)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:本發(fā)明目的在于提供一種可控吸水二氧化硅微球材料的制備方法。所述可控吸水的二氧化硅材料,宏觀具有微球結(jié)構(gòu),微觀具有介孔結(jié)構(gòu)??煽匚趸栉⑶虿牧系闹苽浞椒煽焖?,簡便制備具有可控吸水性能的二氧化硅微球。為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的,本發(fā)明提供了一種可控吸水二氧化硅微球的制備方法,包括以下步驟:(1)將正硅酸烷酯、三烷氧基烷基硅烷加入到無水乙醇中,磁力攪拌至完全分散形成均相;(2)在磁力攪拌下將0.1mol/LHCl逐滴加入到步驟(1)得到的溶液中,升溫至60~100℃,并在此溫度下保溫,使硅源部分水解形成硅溶膠;(3)步驟(2)中所得溶膠通過旋蒸除去溶劑;(4)取步驟(3)中所得溶膠,加入甲苯,磁力攪拌使其成為均相;(5)步驟(4)制備的油相分散于H2O及表面活性劑的構(gòu)成的水相中,磁力攪拌下乳化;(6)逐滴加入氨水,滴加完全,在60~100℃保溫,使硅溶膠固化,形成具有一定甲基含量的二氧化硅微球材料;(7)將步驟(6)中合成的二氧化硅微球通過抽濾分離,后處理,除去殘存的有機(jī)溶劑,表面活性劑以及水;(8)步驟(7)中合成的二氧化硅粉體在真空烘箱中干燥。優(yōu)選的,所述正硅酸烷酯分子式如下所示:其中,R獨(dú)立地表示甲基、乙基、丙基或其他有機(jī)類的硅氧烷。優(yōu)選的,R獨(dú)立地表示甲基或乙基。優(yōu)選的,三烷氧基烷基硅烷分子式如下所示:其中,所述R1獨(dú)立地表示甲基、乙基、丙基、苯基或其他有機(jī)類的硅氧烷;所述R2獨(dú)立地表示甲基、乙基、丙基或苯基。優(yōu)選的,所述R2獨(dú)立地表示甲基、乙基或苯基。優(yōu)選的,正硅酸烷酯與三烷氧基烷基硅烷的摩爾比為3:1~10:1。優(yōu)選的,正硅酸烷酯與三烷氧基烷基硅烷的摩爾比為4.3:1。優(yōu)選的,所述步驟(2)中升溫溫度為70-80℃。優(yōu)選的,所述步驟(2)中升溫后保溫的時間為18-24h。優(yōu)選的,所述步驟(6)中保溫溫度為70-80℃。優(yōu)選的,所述步驟(6)中保溫的時間為20-30h。本發(fā)明的效果及優(yōu)點(diǎn)1.本發(fā)明方法制備的可控吸水二氧化硅微球材料,宏觀具有粒徑為微米的規(guī)則球形,微觀具有介孔結(jié)構(gòu)。同時合成的雜化硅膠具有高活性表面,窄的孔徑分布及優(yōu)異的機(jī)械穩(wěn)定性。2.整個工藝過程簡單易控,成本低,產(chǎn)率高,符合實(shí)際生產(chǎn)需要。3.通過該方法合成的可控吸水二氧化硅微球,可通過調(diào)節(jié)正硅酸烷酯與三烷氧基烷基硅烷的摩爾比,控制烷基的含量,從而實(shí)現(xiàn)控制二氧化硅微球正相硅膠的吸水性(三乙氧基烷基硅烷含量越低,吸水力越強(qiáng))。附圖說明下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的作進(jìn)一步說明。圖1表示原料正硅酸烷酯的分子式。圖2表示三烷氧基烷基硅烷的分子式。圖3表示本發(fā)明所述可控吸水二氧化硅微球的粒子放大圖。圖4表示不同比例的正硅酸烷酯與三烷氧基烷基硅烷合成得到的硅膠粒子在水中的分散圖。通過控制配料比,可以得到在水中分散良好和在水中不分散的硅膠。具體實(shí)施方式實(shí)施例1可控吸水二氧化硅微球的制備制備步驟依次如下1)、將281.25g正硅酸乙酯、26.75g三乙氧基甲基硅烷加入到217.68g無水乙醇中,磁力攪拌至完全分散形成均相。2)、在磁力攪拌下將52.84g0.1MHCl逐滴加入到步驟1)得到的溶液中,升溫至70℃,并在此溫度下保溫20h,使硅源部分水解形成硅溶膠。3)、步驟2)中所得溶膠通過旋蒸除去溶劑。4)、取步驟3)中所得溶膠20g,加入1g甲苯,磁力攪拌使其成為均相。5)、步驟4)制備的油相分散于100gH2O及2g表面活性劑(HBL=14pan80:Tween80=1∶10)的構(gòu)成的水相中。在500r/min的磁力攪拌下乳化3h。6)、逐滴加入氨水(15%wt)15mL,滴加完全,在70℃保溫24h,使硅溶膠固化,形成具有一定甲基含量的二氧化硅微球材料。7)、將步驟6)中合成的二氧化硅微球通過抽濾分離,然后水洗3次,無水乙醇洗1次。除去殘存的有機(jī)溶劑,表面活性劑以及水。8)、步驟7)中合成的二氧化硅粉體在50℃真空烘箱中干燥。實(shí)施例2可控吸水二氧化硅微球的制備制備步驟依次如下1)、將156.25g正硅酸甲酯、133.72g三乙氧基甲基硅烷加入到217.68g無水乙醇中,磁力攪拌至完全分散形成均相。2)、在磁力攪拌下將52.84g0.1MHCl逐滴加入到步驟1)得到的溶液中,升溫至70℃,并在此溫度下保溫20h,使硅源部分水解形成硅溶膠。3)、步驟2)中所得溶膠通過旋蒸除去溶劑。4)、取步驟3)中所得溶膠20g,加入1g甲苯,磁力攪拌使其成為均相。5)、步驟4)制備的油相分散于100gH2O及2g表面活性劑(HBL=14pan80:Tween80=1∶10)的構(gòu)成的水相中。在500r/min的磁力攪拌下乳化3h。6)、逐滴加入氨水(15%wt)15mL,滴加完全,在70℃保溫24h,使硅溶膠固化,形成具有一定甲基含量的二氧化硅微球材料。7)、將步驟6)中合成的二氧化硅微球通過抽濾分離,然后水洗3次,無水乙醇洗1次。除去殘存的有機(jī)溶劑,表面活性劑以及水。8)、步驟7)中合成的二氧化硅粉體在50℃真空烘箱中干燥。實(shí)施例3可控吸水二氧化硅微球的制備制備步驟依次如下1)、將31.25g正硅酸乙酯、240.70g三乙氧基甲基硅烷加入到217.68g無水乙醇中,磁力攪拌至完全分散形成均相。2)、在磁力攪拌下將52.84g0.1MHCl逐滴加入到步驟1)得到的溶液中,升溫至70℃,并在此溫度下保溫20h,使硅源部分水解形成硅溶膠。3)、步驟2)中所得溶膠通過旋蒸除去溶劑。4)、取步驟3)中所得溶膠20g,加入1g甲苯,磁力攪拌使其成為均相。5)、步驟4)制備的油相分散于100gH2O及2g表面活性劑(HBL=14pan80:Tween80=1∶10)的構(gòu)成的水相中。在500r/min的磁力攪拌下乳化3h。6)、逐滴加入氨水(15%wt)15mL,滴加完全,在70℃保溫24h,使硅溶膠固化,形成具有一定甲基含量的二氧化硅微球材料。7)、將步驟6)中合成的二氧化硅微球通過抽濾分離,然后水洗3次,無水乙醇洗1次。除去殘存的有機(jī)溶劑,表面活性劑以及水。8)、步驟7)中合成的二氧化硅粉體在50℃真空烘箱中干燥。實(shí)施例4可控吸水二氧化硅微球的制備制備步驟依次如下1)、將281.2...