Способ модифицирования высокодисперсного кремнезема

Способ модифицирования высокодисперсного кремнезема

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

IiiI98121 6 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 1б.03.81 (21)3282795/23-26 (51) М. Кл.з с присоединением заявки ¹С 01 В 33/18

С 09 С 3/08

Государственный «омитет

СССР но делам изобретений и открытий (23) Приоритет(53) УДК 546. 28 (088.8) Опубликовано 15.12.82. Бюллетень №4б

Дата опубликования описания 15. 12.82

В. И. Богомаз, Е. Ф. Воронин, Л. И. Сологуб;...

Т.Н. Якубович, А.A. Чуйко, К.Б. Яцимирский, В.M. Огенко и И. И. Братушко (72) Авторы изобретения

Ордена Трудового Красного Знамени, институт физической химии им. Л.В. Писаржевского и СпЕциальное конструкторскотехнологическое бюро с экспериментальным производством Института физической химии им. Л.В. ПисарЖЕвокого (71) Заявители (54 ) СПОСОБ МОДИФИЦИРОВАНИЯ ВЬ1СОКОДИСПЕРСНОГО

КРЕМНЕЗЕМА

Изобретение относится к способам модифицирования высокодисперсных кремнеземов органическими соединениями, а именно, имидазолом, и может быть использовано в производстве координационных соединений — переносчиков молекулярного кислорода.

Известен жидкофазный способ модифицирования высокодисперсного кремнезема имидазолом, осуществляемый в водной среде при рН, 8; путем обработки 11 -хлорпропилметоксисилана имидазолом 11.

Недостатком этого способа является необходимость отмывки полученного препарата от избытка реагентов и побочных продуктов реакции.

Наиболее близким к предлагаемому по тенической сущности и достигаемому результату является способ мо,дифицирования высокодисперсного кремнезема, в соответствии с которым в м-ксилоле кипятят силикагель и

3-хлорпропилтриметоксисилан с имидаэолом. В зависимости от степени покрытия поверхности время реакции составляет от 45 мин до 9 ч. Затем продукт последовательно промывают сухим бенэолом и ацетоном, после чего дегидрохлорируют путем обработки модифицированного кремнезема окисью этилена при 0 С, вторично промывают ацетоном и высушивают при 150 С 1 2).

Недостатками известного способа являются уменьшение удельной поверхности вследствие агрегирования частиц, а также необходимость отмывки полученного препарата органическими растворителями.

Целью изобретения является упрощение процесса при сохранении удельной поверхности кремнезема.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу модифици15 ров ания высокодисперсного Креглнеэема обработку кремнезема имидазолом проводят в вакууме при 150-400 С и весовом соотношении кремнезем: имидаэол 10:(1-5).

В качестве кремнезема используют кремнезем, содержащий поверхностные соединения общей формулы

В

I.

= Bi- 0 — 5i — Кнна1

2S н где R и R" - На1, Сн Н н+Л, С„н „ л 0;

На1 - F, 01, Ьг, J;

0н Наи 1

n = 1-5.

"981216

Предлагаемый способ модифицирова ния.можно описать следующей схемой химической реакции:

К

== gi-0-5i — Б "ка1+ ) -+

-+ = З1-0-Р-R" -ж+Н вЂ” Ка1 ll

Использование кремнезема, содержащего указанные поверхностные сое-. динения, дает воэможность химически привить имидазол в газовой фазе, в отличие от известного способа при. ° вивки его в жидкой фазе, Способ осуществляется следующим, образом.

В герметический реактор помещаю аэросил, модифицированный хлорметилметилдихлорсиланом, и имидазол в мольном соотношении 1:3, создают вакуум порядка 1 10 мм рт. ст. и .на- гревают смесь до 100-300 С в течение

1 ч. После этого при этой же температуре откачивают пары непрореагировавшего имидазола и побочные продук ты реакции. Полученный модифицированный имидазолом кремнезем охлаждают до комнатной температуры и выгружают.

Содержание привитого имидазола определяют титрованием 0,1 н. НС1 в ледяной уксусной кислоте с индикатором кристаллическим фиолетовым.

Пример 1. В лабораторный герметичный реактор загружают 10 г аэросила, содержащего на поверхности хлорметилметилхлорсилильные группы (концентрация 0,32 юезль/г), и

1 r имидазола. Создают вакуум порядка 1 ° 10 мм рт. ст. и нагревают смесь до 100 С, поддерживая эту температуру в течение 1 ч. После этого при этой же температуре откачивают пары непрореагировавшего имидаэола и побочные продукты реакции. Полученный модифицированный имидазолом кремнезем охлаждают до комнатной температуры и выгружают.

Содержание привитого имидазола

0,1 ммоль/г. Удельная поверхность полученного продукта 270 м /r.

Пример 2. В лабораторный герметичный реактор помещают 10 r аэросила марки A-300 с удельной поверхностью 280 м /r содержащего на поверхности хлорметилметилметоксисилильные группы (0,32 ммоль/r ), и 2,5 r имидазола. Создают вакуум порядка 1 10 мм рт. ст., нагревают смесь до ЗОО C поддерживая эту

Оптимальность выбранных границ температурного интервала и весового соотношения кремнезем: имидазол подтверждают следующие примеры, Пример 5. В лабораторный герметичный реактор з агружают 10 г аэросила, содержащего на поверхности хлорметилметилхлорсилильные группы концентрация 0,32 ммоль/г), и

1 г имидазола. Создают вакуум по рядка 1 10 мм рт, ст. и нагревают о смесь до 90 С, поддерживая эту температуру в течение 1 ч. После этого при этой же температуре откачивают пары непрореагировавшего имидазола побочные продукты реакции. Полученный модифицированный кремнезем температуру в течение 1 ч, После этого при этой же температуре откачивают пары непрореагировавшего имидазола и побочные продукты реакции.

Полученный модифицированный имидазо5 лом кремнезем охлаждают до комнатной температуры и выгружают.

Содержание привитого имидазола

0,30 ммоль/г. Удельная поверхность полученного продукта 280 м /г.

10 Пример 3. В лабораторный герметичный реактор загружают 10 r аэросила А-300 с удельной поверхностью 280 м /г, содержащего на поверхности иодметилметилметоксиси-!

5 лильные группы 0,32 ммоль/г ), и

3 4 г имидазола. Создают вакуум порядка 1 10 мм рт. ст. и нагревают смесь до 300 С, поддерживая эту температуру в течение 1 ч. После этого при этой к(е температуре откачивают пары непрореагировавшегo имидазоЛа и побочные продукты реакции, Полученный модифицированный имидазолом кремнезем охлаждают до кoMHатной температуры и гру т.

Содержание привитого имидазола

0,30 ммоль/г. Удельная поверхность полученного продукта 2б5 м >/г.

Пример 4. В лабораторный

З0 герметичный реактор помещают 10 г аэросила марки А-300 с удельной поверхностью 280 м /г, содержащего на поверхности иодметилметилэтоксисилильные группы (0,32 ммоль/г), и

5,0 r имидазола. Создают вакуум порядка 1.10 мм рт. ст. и нагревают до 400 С, поддерживая эту температуру в течение 1 ч. После этого при этой же температуре откачивают пары непрореагировавшего имидазола и побочные продукты реакции. Полученный модифицированный имидазолом кремнезем охлаждают до комнатной температуры и выгружают.

Содержание привитого имидазола

45 0,32 ммоль/г аэросила. Удельная поверхность полученного продукта

280 м ./г.

981216

Формула изобретения

>

=- Ы-а-6 > -R 1ла С !

Составитель В. Назаров

Редактор О. Персиянцева Техред М.Гергель

КорРектоР M. Шароши

Подписное

Заказ 9595/29 Тираж 50 9

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 охлаждают до комнатной температуры и выгружают.

Полученный препарат не содержит привитых молекул имидазола.

Пример б, В лабораторный герметичный реактор помещают 10 г

5 аэросила, содержащего на поверхности хлорметилметилхлорсилильные группы (концентрация 0,32 ммоль/г), и

1 r имидаэола. Создают вакуум по-.>, рядка 1 10 мм рт. ст. и нагревают смесь до 420 >С, поддерживая эту температуру в течение 1 ч. После этого при этой же температуре откачивают пары непрореагировавшего имидазола и побочные продукты реакции. Полу- !5 ченный модифицированный кремнезем охлаждают до комнатной температуры и выгружают.

Полученный препарат не содержит привитых молекул имидазола. 20

Пример 7. В лабораторный герметичный реактор загружают 10 г аэросила, содержащего на поверхности хлорметилметилхлорсилильные группы (концентрация 0,32 ммоль/r ), и 25

0,9 r имидазола. Создают вакуум rioрядка 1:10" мм рт. ст. и нагревают смесь до 100 С, поддерживая эту температуру в течение 1 ч. После этого при этой >ке температуре откачивают пары непрореагировавшего имидазола и побочные продукты реакции. Полученный модифицированный кремнезем охлаждают до комнатной температуры и выгружают. 35

Полученный препарат не содержит привитых молекул имидазола.

П р и и е р 8. В лабораторный герметичный реактор помещают 10 г аэросила марки A-300 с удельной поверхностью 280 м /r, содержащего на а поверхности иод >етилметилэтоксисилильные группы (0,32 ммоль/г аэросила), и 6,0 r имндазола. Создают ва-2.

KYy ì порядка 1 10 мм Рт ° ст ° и на гревают смесь до 400 С, поддер>кивая эту температуру в течение 1 ч. После этого при этой >ке температуре откачивают пары непрореагировавшего имидазола и побочные продукты реакции. Полученный модифицировайный имидазол кремнезем охлаждают до комнатной температуры и выгружают.

Получе нный преп ар ат содержит при > витые молекулы имидазола, но не более чем 0,32 ммоль/г.

Таким образом, предлагаемый способ модифицирования дисперсных кремнеземов имидазолом позволяет сохранить удельную поверхность в полученном продукте на уровне исходного кремнезема, а также упростить процесс модифицирования, исключив ста» дию отмывки побочного продукта Органическими растворителямй.

1. Способ модифицирования высокодисперсного кремнезема, включающий обработку его имидазолом при повышенной температуре, о т л и ч а ю -. шийся тем, что, с целью упрощения способа при сохранении удельной поверхности кремнезема, обработку проводят в вакууме при 150-400 С и весовом соотношении кремнезем:имидазол 10:(1-5).

2. Способ по п. 1, о т л и ч а ю— шийся тем, что в качестве кремнезема используют кремнезем, содержащий поверхностные соединения общей формулы

> п где и R - На I, С„Н»,., С„Н „,,0;

На l - F, С l, 5r, К" - C„H „„; и = 1-5.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. 3urwelI R.L. >1odified silica

gels as adsorbents and catalysts.

Chem, Techno! 1974, 1» б, р. 370377.

2. Lea! D Anderson О.L Powaan R.G..,,8asolo F., Burwell R.L.

Reversible adsorption ofoxiden on

silica gel под!fied by amidazole

attached Jron tetraphenylporphyrin; J. Amer. Chem. Soc. 1975, v, 97, Р 18, р. 51 5-5129.