Модифицирование поверхности кремнезе

Разнообразное применение уже нашли эффективные кремнеземные адсорбенты и избирательные поглотители, носители активной фазы в катализе, наполнители, в том числе армирующие волокна, для полимерных систем, загустители дисперсионных сред, связующие для формовочных материалов, адсорбенты и носители для газовой хроматографии и др. Большое развитие получило химическое модифицирование поверхности дисперсного кремнезе.ма, что дает возможность направленно изменять [c.7]

В специализированной области хроматографического разделения биохимических веществ накопление получаемых данных, без сомнения, будет постоянно продолжаться, что должно привести к более детальной картине адсорбции на кремнеземе веществ с высокими молекулярными массами. Серьезную проблему, однако, представляет собой денатурация белков, когда скрученные в спирали и связанные водородными связями белковые конфигурации разрываются под действием сил, стремящихся распрямить молекулы вдоль поверхности. С целью определения молекулярных размеров полимерных молекул методом эксклюзивной хроматографии кремнезем следует сформировать в виде совершенных структур с регулируемым размером пор [443]. Однако при таком использовании адсорбции полимеров на поверхности кремнезема необходимо избегать некоторых нежелательных моментов, и, кроме того, еще нет полностью удовлетворительного способа, пригодного для модифицирования поверхности, чтобы сделать ее инертной по отношению ко всем адсорбционным силам. [c.981]

Свойства различных типов аморфного кремнезема с высоким значением удельной поверхности, начиная от мельчайших коллоидных частиц и до макроскопических силикагелей, зависят в большой степени от химии поверхности твердой фазы. Это практически важно в технологии катализаторов крекинга, при обработке минерального сырья, использовании керамических изделий и адсорбентов. Аморфный кремнезем также непосредственно применяется в производстве кремнеземных наполнителей и загустителей в органических системах, включая краски, чернила, эластомеры и смазочные материалы. В течение последних 50 лет была получена достаточно ясная картина природы кремнеземных поверхностей, и на основе химического модифицирования таких поверхностей были получены новые продукты. [c.856]

Такое поведение алюминия используется при модифицировании поверхности коллоидного кремнезема, поэтому частицы кремнезема будут оставаться отрицательно заряженными вилоть до pH 3 в противоположность очень чистому кремнезему, (оторый отрицательно заряжен в результате адсорбции гидроксил-ионов выше pH 7, но теряет заряд в кислом растворе. Александер и Айлер [414], таким образом, получили модифицированный золь кремнезема, который оказался устойчивым в нейтральной области pH, т. е. в тех условиях, когда немоди-фицированный золь кремнезема быстро превращается в гель. Для модифицирования этим способом золя кремнезема, содержащего частицы размером 15 нм, по реакции с алюминатом натрия требовалось всего только 0,66 масс. % АЬОз, нанесенного на кремнезем. Это соответствует только одному алюмо-силикатному центру на каждые 20 силанольных групп на поверхности, но поскольку такие центры, вероятно, распределены равномерно, то они располагаются друг от друга на расстоянии всего 15 А. Различие между этим типом модифицированного золя кремнезема и немодифицированным золем, содержащим только небольшие количества алюминия, обычно присутствующие в коммерческих продуктах, было изучено Алленом и Матиевичем [250, 251, 415]. Повышенная устойчивость в пределах более широкой области pH расширяет масштаб практического применения подобных систем [416, 417]. [c.561]

Таким образом, приведенные данные показывают, что п)тем химического модифицирования поверхности можно резко улучшить химические и физические свойства высокодисперсных тел — адсорбентов, наполнителей полимериых материалов, загустителей смазок, носителей жидких и твердых фаз для газовой хроматографии и др. Заменой гидроксильных групп кремнезема органическими радикалами с определенными функциональными группами можно придать кремнезему специфические адсорбционные и ионообменные свойства. Метод химического модифицирования поверхности наполнителя кремнеземов позволяет также в широких пределах изменять физико-химические свойства наполненных ими полимерных материалов. [c.182]

Активация поверхности с образованием различных типов дефектов осуш,ествля-лась несколькими способами. Первый из них — механическая обработка материала в контролируемой атмосфере. Образование дефектов в этом случае связано с процессами разрыва и перегруппировки химических связей в материале под действием механических напряжений (механически активированный кремнезем — MS). Другой, термохимический метод активации поверхности кремнезема был предложен в работах Мортерры и Лоу [252]. Он состоит в химическом модифицировании поверхности SIO2 метанолом и последуюш,ем пиролизе образца [c.159]

Аминокремнезем использован как предшественник для получения сорбентов с привитыми производными N-2(3)-гyaнидинoaлкaнтиoлoв (ГЭТ-кремнеземы) [106], используемых как комплексообразователи, радиозащитные препараты (из-за их высокой биологической активности) и ингибиторы синтеза оксида азота (II), а также для иммобилизации ферментов [67] и как основа для приготовления металлокомплексных и биокатализаторов. ГЭТ-группы способствуют значительному увеличению и энергии дисперсионных сил, и специфичности модифицированной поверхности, а наличие кислой тиольной группы приводит к росту селективности в отношении органических оснований [107]. Например, селективность к изомерам 3,5-и 2,6-диметилпиридина повышается в 1,5 раза, а теплота сорбции пиридина увеличивается иа 25 кДж/моль при переходе от аминокремнезема к ГЭТ-кремнезему. [c.396]

Показано, что путем химического модифицирования поверхности можно рез ко улучшить химические и физические свойства высокодисперсных тел Заменой гидроксильных групп кремнезема органическими радикалами с определенными функциональными группами можьо придать кремнезему специфические адсорбционные и ионообменные свойства Метод химического модифицирования поверхности кремнеземных наполнителей позволяет в широких пределах изменять физико-механические свойства наполненных ими полимеров Таблиц 5, иллюстраций 16, библ назв 38 [c.227]

Полиэтиленимин (ПЭИ) сильно адсорбируется на поверхности кремнезема. Линдквист и Стреттон [323] изучали флокуляцию, используя полимеры в области молекулярных масс от 1760 до 18400. Для исследования был выбран кремнезем марки людокс-АМ—золь кремнезема, модифицированный алюминатом и способный сохранять отрицательный заряд в пределах pH 3— 10. Почти во всей области указанных значений pH ПЭЛ полностью и необратимо адсорбируется на частицах кремнезема. Критическая концентрация флокуляции (к.к.ф.) выше pH 9 и в отсутствие каких-либо солей зависела от молекулярной массы полимера. В точке к.к.ф. частицы кремнезема еще несут на поверхности отрицательный заряд. По-видимому, коагуляция выше рн 9 обусловлена мостиковыми связями между частицами, образуемыми полимером, который при таком значении pH имеет низкий заряд. Между величинами логарифмов (к.к.ф.) и катионного заряда, находящегося на ПЭИ, наблюдается линейное соотношение с отрицательным наклоном прямой. [c.539]

В водяных парах спекание или уменьшение поверхности, может происходить в результате перемещения аморфного кремнезема с поверхности более широких капилляров и заполнения более тонких капилляров или пор, что приводит к увеличению среднего размера пор. Водяной пар представляет собой один из основных факторов, ответственных за ухудшение качества катализаторов крекинга, в особенности при работе под давлением. В водяных парах наблюдается минимальное изменение объема пор внешняя форма гранул силикагеля также сильно не меняется, но при этом имеет место огрубление структуры, сопровождаемое повышением размеров пор и понижением удельной поверхности. Следовательно, в присутствии паров воды кремнезем становится более подвижным и перемещается вдоль поверхности, заполняя поры наименьших размеров. Это приводит к дальнейшему расширению ббльши.х по размеру пор без какой-либо усадки скелета силикагеля. При сравнении силика-гелевых катализаторов, модифицированных оксидом алюминия или оксидом магния, оказывается, что силикагели с добавкой оксида магния устойчивее по отношению к спеканию при воздействии паров воды и, таким образом, находят большее применение в последние годы. [c.742]

Бабкин и Киселев [419] исследовали адсорбционные свойства химически модифицированного кремнезема , в частности образцов с поверхностными группами Si( Ha)a- Такие триметилсилильные группы располагаются на поверхности, образуя покрытие почти с плотной упаковкой (98%)- Были выполнены расчеты дисперсионных сил между н-гексаном или бензолом и слоем метильных групп, а также лежащим под ним кремнеземом SIO2. Адсорбция паров углеводородных соединений понижается очень сильно после того, как кремнезем покрывается слоем, состоящим из метильных групп теплоты адсорбции оказались равными—3300 кал/моль для н-гексана и—4100 кал/моль для бензола, т. е. гораздо ниже теплот конденсации. [c.968]

ОН-групп/нм . Полностью гидроксилированный кремнезем Hi-Sil модифицировали при взаимодействии с различными возрастающими количествами гексаметилдисилазана ( HajaSiNHSiX Х(СНз)з (ГМДС) для того, чтобы получить различные степени покрытия поверхности группами (СНз)з51. После этого были измерены изотермы адсорбции воды. Удивительным оказалось то, что количество адсорбированной воды лишь слегка уменьшалось с возрастанием степени покрытия вплоть до заполнения монослоя. По-видимому, вода адсорбируется ниже групп (СНз)з51, а именно на расположенных под ними силанольных группах. Действительно, понижение адсорбции с ростом степени модифицирования наблюдалось только около тех точек, где группы ( H3)3SiOSis были сцеплены с поверхностью [c.970]

Четвертый способ модифицирования, стоящий несколько-особняком, заключается в создании на поверхности пор широкопористого кремнезема, как адсорбента-носителя, пироуглерод-ных пленок, получаемых термическим разложением органических веществ, например бензола [56] (как и в выше рассмотренных случаях получения карбохромов, только в больших количествах). Благодаря плохой адгезии пироуглерода к кремнезему нри этом, по-видимому, не образуется плотных углеродных слоев, так что поверхность становится мозаичной. Были получены также кремнеземные адсорбенты с другими пиролитичес-ки разложенными на них веществами. [c.31]

Кремезнем может быть отдален от окислов железа флотаций с применением в качестве коллектора солей жирных аминов процесс часто осуществляют в присутствии модифицированных крахмалов или декстринов, способных подавлять флотецию железосодержащих минералов [17]. Кремнезем может быть флотирован также в присутствии мыл тяжелых металлов, образующихся в процессе флотации в щелочной среде непосредственно на поверхности минералов [18]. Был описан двухстадийный процесс, при котором сначала получался флотационный концентрат железосодержащего минерала после чего этот концентрат подвергался повторной очистке с катионным собирателем путем удаления в пену оставшегося кремнезема [19]. [c.441]

Строение поверхности кремнеземаГ Кристаллические формы кремнезема обычно имеют неразвитую поверхность, поэтому здесь в основном рассматривается аморфный кремнезем, который используют для модифицирования. [c.46]

Однако при переходе к поверхностям, обладающим большей химической активностью, нежели кремнезем, эта проблема встает в полный рост. В самом деле, на таких поверхностях, как оксид алюминия, оксид титана и др. присутствуют многочисленнные льюисовские кислотные центры. При взаимодействии с донорами протонов, такими как галогеноводороды, на поверхности могут образовываться чрезвычайно сильные комплексные кислоты, которые способны вступать в реакции с молекулами модификатора и с привитыми группировками, например, вызывать протолиз связи 81—С. В предельном случае на поверхности может вообще не оказаться привитых органических групп. Кроме того, галогеноводороды могут просто химически взаимодействовать с поверхностью таких носителей (с образованием галогенидов и воды) и тем самым менять структурно-геометрические параметры носителя и, естественно, вызывать десорбцию уже привитых групп. Подобное разъедание поверхности (за счет комплексообразования) способны вызывать также и амины. Выделяющиеся при модифицировании спирты, конечно, менее реакционноспособны, чем галогеноводороды или амины, однако и здесь возникают определенные трудности. Во-первых, алкоксисиланы малореакционноспособны в реакции модифицирования и не позволяют достичь высоких степеней прививки. Во-вторых, и в этом случае теоретически возможно образование на поверхности сильных протонных кислот (хотя, конечно, это менее актуально, чем в случае галогеноводородов). И, наконец, в-третьих, с самими образующимися спиртами на льюисовских кислотных центргьх могут происходить различные превращения (дегидратация, полимеризация образующихся олефинов и т.д.), что загрязняет получаемый модифицированный носитель и затрудняет его отмывку. Итак, при модифицировании оксидов с более высокой, чем у кремнезема, химической активностью, перед исследователем встает задача выбора модификатора, не дающего в реакции модифицирования реакционноспособных побочных продуктов. [c.74]

Механизм модифи1МЧ> <на12ия поверхности кремнезема. Одним из важных вопросов в химии поверхности является вопрос о том, по какому механизму происходит реакция модифицирования. Нужно отметить, что подробно механизмы модифицировгшия были исследованы только для кремнезема. Это, по-видимому, связано с тем, что именно кремнезем чаще других носителей выступает в качестве матрицы для дальнейшего модифицирования. Однако химия поверхности большинства оксидных минеральных носителей — это, в первую очередь, химия гидроксильных групп. Поэтому химия поверхности кремнезема в первом приближении похожа на химию поверхности других минеральных носителей, и можно ожидать, что механизмы модифицирования оксидных носителей будут во многом сходны с механизмами модифицирования кремнезема. [c.100]

Тетрабутилолово в этих условиях на кремнезем не прививается, то есть образец после модифицирования не содержит ни олова, ни углерода. В то же время на оксиде алюминия после синтеза остается некоторое количество оловоорганики (соответствующее плотности прививки 0,3 нм ). Однако, по всей видимости, эта оловоорганика находится на поверхности в физически сорбированном состоянии, так как промывка образца метанолом ведет к ее полному удалению с поверхности. Полученные результаты не являются неожиданными, так как тетраорганилстанна-ны обладают довольно низкой химической активностью. [c.133]

Б ряде случаев может успешно применяться для разделения и очистки биополимеров (иммуноглобулины, яичный альбумин, интерферон, растительные вирусы) чистый кремнезем, однако многие природные соединения слишком прочно удерживаются на нем [250]. Устранение адсорбции путем изменения состава элюента не всегда возможрю, а зачастую приводит к потере биологической активности разделяемых объектов [251[. В этом случае химическое модифицирование кремнезема — едршственный путь создаршя сорбентов с необходимой спецификой поверхности. [c.437]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология