Способ получения модифицированного кремнезема
Иллюстрации
Показать всеРеферат
1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МОДИФИЦИРОВАННОГО КРЕМНЕЗЕМА путем его обработки парами фенола или его производных в присутствии органического катализатора, отличающийс я тем, что, с целью снижения токсичности реакционной смеси, в качестве катализатора используют кетоны. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что фенол и кетон используют в молярном соотношении, равном 1:
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
09) (И)
ОПИСАНИЕ ИЭОБРЕТ (21) 2966028/23-26 (22) 23.07.80
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
fl0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ
Н" АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (46) 07.12.85. Бюл. У 45 (71) Ордена Трудового Красного Знамени институт физической химии им. Л.В. Писаржевского и Специальное конструкторско-технологическое бюро
Ордена Трудового Красного Знамени института физической химии им. Л.В. Писаржевского (72) В.И. Богомаз, Е.Ф. Воронин, А.А. Чуйко, В.М. Огенко и Н.В. Хабер (53) 661. 183..7(088.8) (56) Патент США У 3190870, кл. 260-144, 1965.
Авторское свидетельство СССР по заявке " 2658284/23-26, кл. С 01 В 33/16, 14.08.78. (54) (57) 1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МОДИФИЦИРОВАННОГО КРЕМНЕЗЕМА путем его обработки парами фенола или его производных в присутствии органического катализатора, о т л и ч а ю щ и й— с я тем, что, с целью снижения токсичности реакционной смеси, в качестве катализатора используют кетоны.
2. Способ по п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что фенол и кетон используют в молярном соотношении, равном 1:(0,2 — 0,7).
9404 50
Изобретение относится к способам модифицирования дисперсных кремнеземов и может быть использовано в производстве модифицированных фенолами кремнеземов, применяемых, например, в качестве специфических сорбентов или наполнителей.
Известен жидкофазный способ модифицирования дисперсных окислов фенолами и их производными в водной среде или в среде органических растворителей, содержащей растворенный модификатор.
В процессе жидкофазного модифицирования кремнезема наблюдается умень-15 шение удельной поверхности, что отрицательно сказывается на свойствах конечного продукта.
Наиболее близким к описываемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является сгособ модифицирования дисперсных кремнеземов фенолами, заключающийся в обработке кремнезема парами фенола или его производных в присутствии паров пиридина.
Недостатком известного способа является высокая токсичность реакционной смеси вследствие использования пиридина, Пелью заявляемого изобретения является снижение токсичности реак-ционной смеси.
Поставленная цель достигается описываемым способом получения модифицированного кремнезема, состоящим в обработке кремнезема парами фенола или его производных в присутствии паров органического катализатора в качестдп ве которо — î используют кетоны.
Отличительным признаком способа .является использование кетонов в качестве катализатора. Другим отличительным признаком способа является мольное соотношение фенола и кетона, равное 1:0,2-0,7 °
Технология способа состоит в следp ющем.
В герметический реактор, гомещают аэросил марки А-300 и навеску фенола. Создают динамический вакуум
-l (1-3) х 10 мм рт.ст. и нагревают цо 100 С в течение 30 мин, затем охлаждают до комнатной температуры и вводят пары кетона, например, при мольном соотношении фенол: кетон, равном 1 : (0,2 — 0„?}. Смесь нагревают до 370-385 С и поддерживают эту емпературу в течение 1 ч, затем при этой же температуре откачивают пары пепрореагировавших веществ и побочных продуктов реакции. Модифицированный таким способом кремнезем охлаждают в условиях вакуума до комнатной температуры и выгружают.
Наличие привитых феноксильных групп определяют спектральным методом по появлению в ИК-спектре модифицировакного аэросила полос поглощения (У, = = 1400 — 1700 см
3000-3100 см " ), характеркьгх для фенольного соединения, и по уменьшению интенсивности полосы
3750 см ", принадлежащей вапектным колебаниям гидроксильных групп лов верхности кремнезема.
Количество феноксильных групп на поверхности аэросила определяют весовым методом, прокаливая образец при температуре 500-603 с.
Пример 1. В герметичный лабораторный реактор емкостью 1 л поместили 10 г аэросила марки А-300, 2 г (21,, 2 ммоль) фе нола. Создали динамический вакуум 1 х 10 мм рт.ст.
О и нагрели смесь до 100 С в течение
30 мин, затем охладили до комнатной температурь: и ввели 0,65 г (1ч ммоль) ацетона (диметилкетона) в парообразком состоянии. Смесь нагрели до температуры 385 С и поддерживали эту температуру в течение часа, затем при этой же температуре откачали пары непрореагировавшего фенола и побочньгс продуктов реакции, После чего
-.îëó÷åнный модифицированный фенолом кремнезем охладили до комнатной температуры в условиях вакуума и выгру— зили. Наличие привитых функциональных групп определили спектральным методом по появлению в ИК-спектре аэросила полос поглощения, 3, — c =1620 см, l -1
1510 см, «„ 090 см, 3060 см ), характерных для соответствующих феколъньгх соединений, а также по умень— шению интснсивности полосы 3750 см, принадлежащей валентным колебакиям гидроксильных групп поверхности кремнезема. Количество привитых феноксильных гоупп составило 0,35 ммоль/г.
Пример 2, В условиях примера 1 при тех же навесках аэросила и феноля ввели 0,8 г (0,8 ммоль) диэтилкетона в шарообразном состоянии.
В ИК-спектре продукта определили те же полосы поглощения, что и в при940450
Составитель N.Ìàåâñêèé редактор П. Горькова Техред А.Бойко
Корректор Л. Патай .
Заказ 8125/1 Тираж 461
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Подпис ное
Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 мере 1. Количество фенольных групп составило 0,41 ммоль/г.
Пример 3. В условиях примера 1 при навеске аэросила 10 r u нитрофенола 3 r (24,0 ммоль) ввели
0,7 г (12 ммоль) метилэтилкетона.
Смесь нагрели ро 370 С. В ИК-спектре образца отмечены полосы поглощения, ,соответствующие привитому нитрофено.,лу (Ъ =с = 1510 см, 1620 см ", 10
Рц = 1550 см ", 1370 см ) умень,шение полосы свободных гидроксильных групп поверхности кремнезема (3750 см ). Количество феноксильныхгрупп составило 0,35 ммоль/г. 15
Пример 4. В условиях примера 1 при навеске иодфенола 3 r (24 ммоль) ввели 0,6 г (6 ммоль) 2 — гексанона.
Наличие привитых функциональных групп определили спектральным методом по появлению в ИК вЂ” спектре аэросила полос поглощения (1 = с = 1460 см
1510 см ", g H = 3060 см " ), характерных для соответствующих фенольных соединений. Количество феноксильных групп сотавило 0,31 ммоль/г.
H p и м е р 5. В условиях примера 1 при навеске хлорфенола 3,0 г (27 ммоль) ввели 0,9 г (9,5 ммоль) циклогексанона.
Наличие привитых функциональных групп определили спектральным методом по появлению в ИК- спектре аэросила полос поглощения (у = с =15!О см
«М
-1
Е 35
1620 см ), характерных для соответствующих фенольных соединений. Количество феноксильных групп составило
0,35 ммоль/г.
Пример 6. В условиях примера 1 при навеске метааминофенола 3,0 r . (29 ммоль) ввели 0,9 г (9,5 ммоль) циклогексанона. Наличие привитых функциональных групп определили спектральным методом. Количество феноксильных групп на поверхности аэросила составило 0,3 ммоль/г.
Пример 7. В условиях примера 6 ввели 0,9 r (9 ммоль) дипропил,кетона. Количество феноксильных групп составило 0,30 ммоль/г.
Применяемые по данному способу кетоны являются менее токсичными веществами по сравнению с пиридином.
Так, предельно допустимая концентрация (ПДК) паров кетонов в воздухе в
40 раз вышее, чем ПДК пиридина (например ПДК диметилкетона (ацетона)
200 мг/м, а пиридина — 5 мг/мз1
Применение кетонов в качестве третьего компонента приводит к значительному снижению токсичности реакционной смеси и улучшению тем самым условий труда.
Использование кетонов вместо пиридина по известному способу на качестве получаемых модифицированных фенолами кремнеземов не отражается, в частности, количество привитых феноксильных групп такое же, как и в случае применения пиридина (0,300,41 ммоль/г-по данному способу, 0,30 — 0,40 ммоль/г-по известному способу).
Удельная поверхность модифицированных кремнеземов, полученных по ° описываемому и известному способам, практически одинакова.