[发明专利]一种介孔二氧化硅色谱填料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于无机介孔材料制备技术领域，涉及一种色谱填料及其制备方法，具体涉及一种介孔二氧化硅色谱填料及其制备方法。

背景技术

介孔材料是以1992年由Mobil公司开发的M41S为代表的一类新型的有序介孔材料。介孔材料在现代科学应用中普遍存在并且必不可少。它们被广泛应用在电极材料（电池，超级电容）中，在分离过程中作为吸附剂和气体储存材料，在许多的重要的催化反应过程中作为支持材料。其有多种多样的应用不仅与其物理性质和化学性质有关。近年来，许多先进的制备各种材料的技术脱颖而出，不断通过组装方法持续改进和新合成技术的引入。同时，人们尝试了利用不同方法制备介孔二氧化硅材料，并且将其作为色谱填料应用于分离领域，以期进一步提高填料在色谱柱中的稳定性和更好的分离效果。

有序介孔材料的制备中软模板（如F127等）的使用必不可少，将模板剂和无机骨架分离开来是获得其多孔结构的一个必不可少的步骤（Angew.Chem.Int.Ed.,2004,43:3878-3880）。新制备的SBA-15和MCM-41中的模板剂通常采用高温下焙烧的方法除去.这种方法虽然能较好地除掉模板剂,但会不可避免地引起孔道的收缩，而且除掉模板后孔壁表面硅羟基的数量也明显减少。另外，还采用如微波消解（Chem.Commun.,2002,11:1186-1187）、溶剂萃取（J.Catal.,1997,168:194-206）、超临界CO₂萃取（Langmuir,2003,19:3966-3973）、臭氧处理（J.Mater.Chem.,2001,11:589-593）以及先用硫酸处理后再于低温下焙烧的两步法（Chem.Mater.,2004,16:2918-2925）、高锰酸钾氧化处理（高等学校化学学报，2007,7,1214–1216）等方法除去模板剂.这些方法中有的除模板的效果虽然很好，但是由于需要特殊的仪器或设备或者实验条件苛刻而难以得到广泛应用，还有些方法本身较为烦琐或者需要重复几次操作才能获得较高的模板剂去除率，有的会产生后续的固体产物污染材料。

发明内容

为了克服上述现有技术存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种介孔二氧化硅色谱填料及其制备方法，该方法操作简单、对设备要求低、模板剂去除率高，生成物的有序性好，并且材料的表面保存有大量的硅羟基。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种介孔二氧化硅色谱填料的制备方法，包括以下步骤：

1）将三嵌段共聚物加入水中，搅拌均匀后加入酸性溶液，搅拌反应后，加入正硅酸乙酯，在40～50℃下继续搅拌反应，得到反应液；其中，三嵌段共聚物、正硅酸乙酯、酸性溶液与水的质量比为（1～3）:（8～15）:（3～8）:（100～150）；

2）将反应液在100～150℃下，水热反应后，抽滤，将滤饼洗涤、干燥后，得到杂合体；

3）将杂合体和高氯酸铵加入硝酸中，搅拌均匀后，在60～130℃下水热氧化反应后，再经冷却、过滤，最后将滤渣水洗至中性后干燥，得到介孔二氧化硅色谱填料；其中，所加入的杂合体与高氯酸铵的质量比为（1～3）：（0.2～0.7），且每1～3g杂合体加入10～30mL浓度为6.0～10.0mol/L的硝酸。

所述的三嵌段共聚物为三嵌段聚氧乙烯-聚氧丙烯嵌段共聚物。