一种单分散多孔硅胶色谱填料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种单分散多孔硅胶色谱填料及其制备方法，包括步骤：将多孔聚合物微球置于低级醇的水溶液中，边搅拌边加入酸性催化剂或碱性催化剂，得A；向A中分步滴加二氧化硅前驱体的低级醇溶液，滴加完后继续反应，得B；过滤B，洗涤、干燥后得聚合物‑二氧化硅复合微球；将聚合物‑二氧化硅复合微球分步煅烧，去除有机聚合物，得多孔硅胶微球。该硅胶色谱填料粒径可控，粒径尺寸均一，孔径可控，制备时后处理简单，反应条件容易控制。适于大规模生产，能够广泛应用于分析、催化和分离等领域。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种多孔填料及其制备方法，具体涉及一种单分散多孔硅胶色谱填料及其制备方法。
技术介绍
多孔二氧化硅微球具有较大的比表面积，适当的酸碱度以及优良的热稳定性等性质。在很多领域具有广泛的应用。可用作液相色谱固定相，高效催化剂载体，高分子材料的增强剂，吸附剂，消光剂，过滤及分离材料，离子交换，油墨改性，高档相片纸表面改性等。一般多孔二氧化硅材料是以表面活性剂分子聚集体作为模板，以正硅酸乙酯作为硅源，通过在水溶液中，表面活性剂自组装胶束与正硅酸乙酯界面组装成为孔状结构，例如业已商用的MCM-41等介孔二氧化硅材料，现有技术中也有使用聚合物微球模板法制备多孔二氧化硅微球，如美国专利US2006088470A1，但是现有的以聚合物微球为模板的制备方法往往造成最终的多孔二氧化硅微球粒径分布宽，后处理麻烦，有的反应条件还不易控制。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种单分散多孔硅胶色谱填料及其制备方法，该单分散多孔硅胶色谱填料粒径可控，粒径尺寸均一，孔径可控。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种单分散多孔硅胶色谱填料，包括步骤：(1)将多孔聚合物微球置于低级醇的水溶液中，超声分散后，边搅拌边加入酸性催化剂或碱性催化剂，得A；(2)向A中分步滴加二氧化硅前驱体的低级醇溶液，滴加完后继续反应，得B；(3)过滤B，洗涤、干燥后得聚合物-二氧化硅复合微球；(4)将聚合物-二氧化硅复合微球分步煅烧，去除有机聚合物，得多孔硅胶色谱填料。优选的，步骤(2)中分步滴加速度为：第一小时以恒定速度滴加重量为全部二氧化硅前驱体的低级醇溶液重量的2％；第二小时以恒定速度滴加重量为全部二氧化硅前驱体的低级醇溶液重量的4％；第三小时以恒定速度滴加重量为全部二氧化硅前驱体的低级醇溶液重量的8％；第四小时以恒定速度滴加重量为全部二氧化硅前驱体的低级醇溶液重量的12％；第五小时以恒定速度滴加重量为全部二氧化硅前驱体的低级醇溶液重量的20％；第六小时以恒定速度滴加重量为全部二氧化硅前驱体的低级醇溶液重量的24％；第七小时以恒定速度滴加重量为全部二氧化硅前驱体的低级醇溶液重量的30％。优选的，步骤(4)中聚合物-二氧化硅复合微球煅烧为分步煅烧，分布方式为第1小时升温到80度；第二小时升温至150度；第三小时升温至250度；第四小时升温至350度；第五小时升温至450度；第六小时升温至600度，然后在600度保持3小时。优选的，聚合物微球为苯乙烯-二乙烯基苯共聚物，甲基丙烯酸酯、苯乙烯及其衍生物的单聚物和共聚物微球。优选的，所述低级醇为碳原子数为1-3的低级醇。如乙醇、甲醇、丙醇，进一步优选乙醇。优选的，所述酸催化剂为盐酸或醋酸，所述碱性催化剂为氨水。优选的，所述二氧化硅前驱体选自正硅酸甲酯，正硅酸乙酯，正硅酸丁酯，正硅酸丙酯，烷基三甲氧基硅烷，烷基三乙丙基硅烷，烷基三乙氧基硅烷，二烷基二甲氧基硅烷，二烷基二乙氧基硅烷，苯基三甲氧基硅烷，苯基三乙氧基硅烷，胺丙基三甲氧基硅烷，环氧丙基三甲氧基硅烷中的一种或一种以上的混合物。优选的，步骤(1)中还包括步骤S：对多孔聚合物微球进行表面功能化处理，得功能化多孔聚合物微球。该功能化处理可利用本领域技术人员所熟知的化学方法引入氯、溴、碘、氨基、羟基、羧基、羧酸酯或环氧基等功能基团。优选的，步骤(4)后还包括步骤(5)：使用化学试剂对多孔硅胶微球进行表面修饰形成功能基团，制得功能化多孔硅胶微球。该功能基团包括但不限于羟基、羧基、羧酸酯、烷基等。本专利技术还包括由上述方法制得的硅胶色谱填料。本专利技术所达到的有益效果：本硅胶色谱填料粒径可控，球形度好，无团聚无塌陷，粒径尺寸均一，孔径可控，后处理简单，反应条件容易控制。适于大规模生产，能够广泛应用于分析、催化和分离等领域；本专利技术的多孔硅胶微球粒径大小为0.5-2000μm，多孔二氧化硅的孔径在范围内，CV小于等于3.1％。附图说明图1是实施例一中多孔硅胶色谱填料的粒径及粒径分布图；图2是实施例二中多孔硅胶色谱填料的粒径及粒径分布图；图3是实施例一中多孔硅胶色谱填料的电镜扫描图；图4是实施例二中多孔硅胶色谱填料的电镜扫描图。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本专利技术的技术方案，而不能以此来限制本专利技术的保护范围。实施例一一种单分散多孔硅胶色谱填料，由以下方法制备而成：(1)制备粒径为10μm，CV＝3.8％的多孔聚合物微球；(2)将100克多孔聚合物微球置于400克乙醇和120克水的溶液中，边搅拌边加入10克氨水，得A；(3)向A中分步滴加400克TEOS(正硅酸乙酯)和100克乙醇的混合溶液，滴加完后继续反应20h，得B；该处分步滴加速度为：第一小时以恒定速度滴加重量为2％的TEOS和乙醇混合溶液；第二小时以恒定速度滴加重量为4％的TEOS和乙醇混合溶液；第三小时以恒定速度滴加重量为8％的TEOS和乙醇混合溶液；第四小时以恒定速度滴加重量为12％的TEOS和乙醇混合溶液；第五小时以恒定速度滴加重量为20％的TEOS和乙醇混合溶液；第六小时以恒定速度滴加重量为24％的TEOS和乙醇混合溶液；第七小时以恒定速度滴加重量为30％的TEOS和乙醇混合溶液。(4)过滤B，洗涤、干燥后得聚合物-二氧化硅复合微球；(5)将聚合物-二氧化硅复合微球置于马弗炉中煅烧，该煅烧为分步煅烧，分步方式为第1小时升温到80度；第二小时升温至150度；第三小时升温至250度；第四小时升温至350度；第五小时升温至450度；第六小时升温至600度，然后在600度保持3小时，得多孔硅胶色谱填料。步骤(1)中聚合物微球为苯乙烯-二乙烯基苯共聚物。采用Beckman Counter测定其粒径及粒径分布得：粒径大小10μm，CV(coefficient of variation)为2.9％，微球平均孔径孔体积1.1ml/g，收率99.9％。实施例二一种单分散多孔硅胶色谱填料，由以下方法制备而成：(1)制备粒径为5μm，CV＝3.5％多孔聚合物微球；(2)将100克多孔聚合物微球置于400克甲醇和120克水的溶液中，边搅拌边加入10克氨水，得A；(3)向A中分步滴加400克TEOS(正硅酸乙酯)和100克甲醇的混合溶液，滴加完后继续反应20h，得B；该处分步滴加速度为：第一小时以恒定速度滴加重量为2％的TEOS和甲醇混合溶液；第二小时恒定的速度滴加重量为4％的TEOS和甲醇混合溶液；第三小时以恒定速度滴加重量为8％的TEOS和甲醇混合溶液；第四小时以恒定速度滴加重量为12％的TEOS和甲醇混合溶液；第五小时以恒定速度滴加重量为20％的TEOS和甲醇混合溶液；第六小时以恒定速度滴加重量为24％的TEOS和甲醇混合溶液；第七小时以恒定速度滴加重量为30％的TEOS和甲醇混合溶液。(4)过滤B，洗涤、干燥后得聚合物-二氧化硅复合微球；(5)将聚合物-二氧化硅复合微球置于马弗炉中煅烧，该煅烧为分步煅烧，分步方式为第1小时升温到80度；第二小时升温至150度；第三小时升温至250度；第四小时升温至350度；第五小时升温至450度；第六小时升温至600度，然后在600度保持3小时，得多孔硅胶色谱填料。本实施例聚合物微球为苯乙烯本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种单分散多孔硅胶色谱填料制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将多孔聚合物微球置于低级醇的水溶液中，边搅拌边加入酸性催化剂或碱性催化剂，得A；(2)向A中分步滴加二氧化硅前驱体的低级醇溶液，滴加完后继续反应，得B；(3)过滤B，洗涤、干燥后得聚合物‑二氧化硅复合微球；(4)将聚合物‑二氧化硅复合微球分步煅烧，去除有机聚合物，得多孔硅胶微球色谱填料。

【技术特征摘要】
1.一种单分散多孔硅胶色谱填料制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将多孔聚合物微球置于低级醇的水溶液中，边搅拌边加入酸性催化剂或碱性催化剂，得A；(2)向A中分步滴加二氧化硅前驱体的低级醇溶液，滴加完后继续反应，得B；(3)过滤B，洗涤、干燥后得聚合物-二氧化硅复合微球；(4)将聚合物-二氧化硅复合微球分步煅烧，去除有机聚合物，得多孔硅胶微球色谱填料。2.根据权利要求1所述的一种单分散多孔硅胶色谱填料制备方法，其特征在于，步骤(2)中分步滴加速度为：第一小时以恒定速度滴加重量为全部二氧化硅前驱体的低级醇溶液重量的2％；第二小时以恒定速度滴加重量为全部二氧化硅前驱体的低级醇溶液重量的4％；第三小时以恒定速度滴加重量为全部二氧化硅前驱体的低级醇溶液重量的8％；第四小时以恒定速度滴加重量为全部二氧化硅前驱体的低级醇溶液重量的12％；第五小时以恒定速度滴加重量为全部二氧化硅前驱体的低级醇溶液重量的20％；第六小时以恒定速度滴加重量为全部二氧化硅前驱体的低级醇溶液重量的24％；第七小时以恒定速度滴加重量为全部二氧化硅前驱体的低级醇溶液重量的30％。3.根据权利要求1所述的一种单分散多孔硅胶色谱填料制备方法，其特征在于，步骤(4)中聚合物-二氧化硅复合微球煅烧为分步煅烧，分布方式为第1小时升温至80度；第二小时升温至150度；第三小时升温至250度；第四小时升温至350度；第五小时升温至450度；第六小时升温至600...

【专利技术属性】
技术研发人员：阳承利，肖志勇，李雪，夏梦雨，夏丽玲，
申请(专利权)人：苏州知益微球科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32