一种色谱用单分散二氧化硅微球及其制备方法和用途技术

本发明专利技术提供一种色谱用单分散二氧化硅微球及其制备方法和用途，所述制备方法包括如下步骤：1)将硅酸盐矿物在盐酸溶液浸泡得到预处理硅酸盐矿物；2)将所述预处理的硅酸盐矿物与氢氧化钠溶液混合后过滤得到硅酸钠溶液；3)将所述硅酸钠溶液与硅烷偶联剂混合得到硅酸溶液；4)将所述硅酸溶液与表面活性剂的乙醇水溶液配置成悬浮液；5)静置析出白色沉淀，将白色沉淀酸洗至中性，烘干，得到白色粉末；6)将所述白色粉末煅烧得到所述色谱用单分散二氧化硅微球。这种方法制备简单，成本低，形成的二氧化硅微球的粒径范围为1～10μm，无团聚，具有高度的单分散性、粒径小的特点。

【技术实现步骤摘要】
一种色谱用单分散二氧化硅微球及其制备方法和用途
本专利技术涉及二氧化硅微球制备领域，特别是涉及一种色谱用单分散二氧化硅微球及其制备方法和用途。
技术介绍
二氧化硅微球属于无机多孔材料，根据国际纯粹与应用化学协会的定义按照孔径大小,多孔材料可以分为以下三种：微孔材料孔径<2nm；大孔材料孔径>50mn；介孔材料孔径介于微孔与大孔之间。1968年Stober采用在乙醇水体系中碱催化正硅酸乙酯制备单分散二氧化硅，这种方法制备的硅胶微球纯度高、单分散性好，但是是无孔结构的微球，后续的研究在此基础上进行改进，用各种表面活性剂作为模板，制备出了多孔的二氧化硅微球。目前用于制备二氧化硅微球的硅源一般是九水偏硅酸钠、单晶硅粉，但由于这些硅源的价格偏高相应的制备的成本也会增加，有研究显示含有硅酸盐类的矿物经过酸化处理得到的前驱体中含有二氧化硅，而我国硅酸盐类矿物储藏量丰富，来源广泛，如果能用硅酸盐类矿物作为制备二氧化硅微球的硅源，那么将大大降低硅胶微球的制备成本。由于二氧化硅微球性质稳定，机械强度高，比表面积大等特点在催化剂载体、生物医学材料、光学材料、填充材料都有着重要应用。目前有关二氧化硅微球制备方法的文献中，盛凤军、林保平的《PICA法合成介孔二氧化硅研究》(化工时刊，2007,21(10)：1-3)，王艳、李优鑫、包建民的《二氧化硅微球的制备及其官能化》(中国陶瓷，2013，49(7)：19-23)，杨俊佼、张硕的《单分散高纯硅胶色谱柱填料的制备》(高等学校化学学报，2012，33(4)：689-694)，袁林的《改性环氧树脂合成及涂层性能研究》(山东大学，2012)，杨俊佼、吕嵩楠、刘丽娜的《高纯、单分散二氧化硅纳米粒子的制备》(硅酸盐通报，2012，31(4)：870-875)，刘丽娜、张庆合、杨俊佼的《混合型硅胶基质高效液相色谱填料的制备与表征》(2013，40(4)：80-85)，郭瑞的《介孔二氧化硅球形颗粒的制备与表征》(武汉理工大学，2004)也公开了有关二氧化硅微球的制备方法的研究成果。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种色谱用单分散二氧化硅微球及其制备方法和用途，其原料简单易得，制备简单方便，能够广泛应用，用于解决现有技术中的问题。为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术是通过以下技术方案获得的。本专利技术提供一种色谱用单分散二氧化硅微球的制备方法，包括如下步骤：1)将硅酸盐矿物在盐酸溶液浸泡得到预处理硅酸盐矿物；2)将所述预处理的硅酸盐矿物与氢氧化钠溶液混合后过滤得到硅酸钠溶液；3)将所述硅酸钠溶液与硅烷偶联剂混合得到硅酸溶液；4)将所述硅酸钠溶液与表面活性剂的乙醇水溶液配置成悬浮液；5)静置析出白色沉淀，将白色沉淀酸洗至中性，烘干，得到白色粉末；6)将所述白色粉末煅烧得到所述色谱用单分散二氧化硅微球。本申请中，盐酸溶液和氢氧化钠溶液的溶剂为水。进一步地，所述硅酸盐矿物为硅藻土、白炭黑、高岭土、蒙脱土、凹凸棒土中的一种或几种。进一步地，所述硅酸盐矿物为盐酸溶液的质量的1-10wt％。优选地，所述硅酸盐矿物为所述氢氧化钠溶液质量的10-40wt％。优选地，盐酸溶液的浓度为1-5mol/L。优选地，氢氧化钠溶液的浓度为2-10mol/L。进一步地，所述表面活性剂为N-十二烷基-N，N二甲基-N羧甲基甜菜碱、十八烷胺、甘油三酯、聚氧乙烯十二胺、曲拉通X100、十八烷基三甲基氯化铵中的任意一种或多种。更优选地，所述表面活性剂为N-十二烷基-N，N二甲基-N羧甲基甜菜碱、十八烷胺、甘油三酯、聚氧乙烯十二胺、曲拉通X100、十八烷基三甲基氯化铵中的任意一种或两种以1:1的质量比形成的混合物。优选地，所述表面活性剂在悬浮液中的浓度为5～15g/L。进一步地，所述乙醇与水的比例为(1～5):1。进一步地，所述硅酸钠溶液与表面活性剂的乙醇水溶液的质量比为(2～10)：100。优选地，所述硅烷偶联剂选自双-[3-(三乙氧基硅)丙基]-二硫化物、双-[3-(三乙氧基硅)丙基]-四硫化物、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三(2-甲氧乙氧基)硅烷、乙烯基三乙酰氧基硅烷和乙烯基三过氧化叔丁基硅烷中的一种或多种。优选地，所述硅烷偶联剂与硅酸钠溶液的质量比为(0.5～1)：1。优选地，在20～50℃下配置成悬浮液；和或，在20～50℃下静置；和/或，静置时间为12～36h。优选地，煅烧的温度为400～650℃。煅烧以除掉表面活性剂，用于在二氧化硅颗粒表面形成孔洞，从而有助于增加二氧化硅的比表面积，提高色谱填料的柱效。优选地，煅烧在马弗炉中进行，在400～650℃保温4～7h。本申请还公开了一种采用如上述所述的制备方法获得的单分散二氧化硅微球。优选地，单分散二氧化硅微球的粒径范围为1～10μm。本专利技术还公开了如上述所述的单分散二氧化硅微球作为色谱填料用于分离二氰二胺、5-氮杂胞嘧啶、三聚氰胺和三聚氰酸二酰胺，或作为色谱填料用于分离尿嘧啶、尿苷、腺苷和胞苷的用途。本申请中技术方案采用廉价易得的硅酸盐矿物为硅源，以硅烷偶联剂作为辅助，并以表面活性剂N-十二烷基-N，N二甲基-N羧甲基甜菜碱、十八烷胺、甘油三酯等为致孔剂制备二氧化硅微球，这种方法制备简单，成本低，形成的二氧化硅微球的粒径范围为1～10μm，无团聚，具有高度的单分散性、粒径小的特点，其化学性质稳定，机械强度高，在用于色谱柱中作为填料时柱效高，非常适合作为色谱柱填料广泛使用。附图说明图1为实施例5所制备的二氧化硅微球的SEM电镜图片；图2为实施例5所制备的二氧化硅微球的粒径分布图片。图3为实施例5所制备的二氧化硅微球的洗脱附曲线。图4为实施例5所制备的二氧化硅微球的孔径分布曲线。图5为实施例5所制备的二氧化硅微球用于色谱填料的分离效果数据图。图6为实施例5的对比例所制备的二氧化硅微球用于色谱填料的分离效果数据图。图7为实施例6所制备的二氧化硅微球的SEM照片。图8为实施例6所制备的二氧化硅微球的粒径分布图片。图9为实施例6所制备的二氧化硅微球的洗脱附曲线。图10为实施例6所制备的二氧化硅微球的孔径分布曲线。图11为实施例6所制备的二氧化硅微球用于色谱填料的分离效果数据图。图12为实施例6的对比例所制备的二氧化硅微球用于色谱填料的分离效果数据图。。具体实施方式以下由特定的具体实施例说明本专利技术的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点及功效。在进一步描述本专利技术具体实施方式之前，应理解，本专利技术的保护范围不局限于下述特定的具体实施方案；还应当理解，本专利技术实施例中使用的术语是为了描述特定的具体实施方案，而不是为了限制本专利技术的保护范围。下列实施例中未注明具体条件的试验本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种色谱用单分散二氧化硅微球的制备方法，包括如下步骤：/n1)将硅酸盐矿物在盐酸溶液浸泡得到预处理硅酸盐矿物；/n2)将所述预处理的硅酸盐矿物与氢氧化钠溶液混合后过滤得到硅酸钠溶液；/n3)将所述硅酸钠溶液与硅烷偶联剂混合得到硅酸溶液；/n4)将所述硅酸溶液与表面活性剂的乙醇水溶液配置成悬浮液；/n5)静置析出白色沉淀，将白色沉淀酸洗至中性，烘干，得到白色粉末；/n6)将所述白色粉末煅烧得到所述色谱用单分散二氧化硅微球。/n

【技术特征摘要】
1.一种色谱用单分散二氧化硅微球的制备方法，包括如下步骤：
1)将硅酸盐矿物在盐酸溶液浸泡得到预处理硅酸盐矿物；
2)将所述预处理的硅酸盐矿物与氢氧化钠溶液混合后过滤得到硅酸钠溶液；
3)将所述硅酸钠溶液与硅烷偶联剂混合得到硅酸溶液；
4)将所述硅酸溶液与表面活性剂的乙醇水溶液配置成悬浮液；
5)静置析出白色沉淀，将白色沉淀酸洗至中性，烘干，得到白色粉末；
6)将所述白色粉末煅烧得到所述色谱用单分散二氧化硅微球。


2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述硅酸盐矿物为硅藻土、白炭黑、高岭土、蒙脱土、凹凸棒土中的一种或几种。


3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述硅酸盐矿物为盐酸溶液的质量的1-10wt％；和/或，所述硅酸盐矿物为所述氢氧化钠溶液质量的10-40wt％。


4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述盐酸溶液的浓度为1-5mol/L；和/或，所述氢氧化钠溶液的浓度为2-10mol/L。


5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述表面活性剂为N-十二烷基-N，N二甲基-N羧甲基甜菜碱、十八烷胺、甘油三酯、聚氧乙烯十二胺、曲拉通X100、十八烷基三甲基...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛昆鹏，任兴发，屠炳芳，李良翔，于昕平，陈再洁，王睿，卢晓飞，俞灵钰，李崟，
申请(专利权)人：浙江月旭材料科技有限公司，上海维乐希检测技术有限公司，江苏月旭新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33