專利名稱：含硫的二氧化硅顆粒的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開涉及一種含有二氧化硅的組合物，具體涉及一種包含硫成分的含二氧化硅的組合物。
背景技術(shù)：
含有二氧化硅的材料具有廣泛的應(yīng)用。更具體地，生產(chǎn)消費(fèi)品或工業(yè)產(chǎn)品的多種制造方法，出于不同的目的使用含有二氧化硅的材料。例如，含有二氧化硅的產(chǎn)品可以用作涂料(如油漆)和聚合物復(fù)合材料中的填料、催化劑載體、啤酒/葡萄酒/果汁的澄清劑。新的和改進(jìn)的具有增強(qiáng)性能和易用性的含二氧化硅的產(chǎn)品為各行業(yè)所需
發(fā)明內(nèi)容
·
A.組合物本發(fā)明提供了一種組合物，所述組合物包含具有以下通式(SiO2)x(OH)yMzSaF的化合物其中，M為以下金屬或類金屬陽離子中的至少一種硼、鎂、招、I丐、鈦、銀、猛、鐵、鈷、鎳、銅、鋅、鋯、鑰、鈀、銀、鎘、錫、鉬、金和鉍；其中S為選自以下物質(zhì)中的至少一種硫類物質(zhì)硫化物鹽、二硫代氨基甲酸鹽、聚合物類的二硫代氨基甲酸鹽和多硫化物鹽；其中F可選地存在且所述F為具有O. 01%至100%表面積覆蓋率的以下物質(zhì)中的至少一種官能化的有機(jī)娃燒、含硫的有機(jī)娃燒、含胺的有機(jī)娃燒和含燒基的有機(jī)娃燒；且其中y/x的摩爾比等于O. 01至O. 5, x/z的摩爾比等于3至300,且a/z的摩爾比為I至5。本發(fā)明還提供了一種組合物，所述組合物包含具有通式=(SiO2)15 · Cu1S5的化合物。B.由方法得到的產(chǎn)物本發(fā)明進(jìn)一步提供了一種通過從組合物中過濾水基物質(zhì)制得的產(chǎn)物，所述組合物包含具有以下通式(SiO2)x(OH)yMzSaF的化合物，其中M選自以下金屬或類金屬陽離子中的至少一種:硼、鎂、招、 丐、鈦、銀、猛、鐵、鈷、鎳、銅、鋅、錯(cuò)、鑰、鈕、銀、鎘、錫、鉬、金和鉍；其中S為選自以下物質(zhì)中的至少一種硫類物質(zhì)硫化物鹽、二硫代氨基甲酸鹽、聚合物類的二硫代氨基甲酸鹽和多硫化物鹽；其中F可選地存在且所述F為具有O. 01%至100%表面積覆蓋率的以下物質(zhì)中的至少一種官能化的有機(jī)娃燒、含硫的有機(jī)娃燒、含胺的有機(jī)娃燒和含燒基的有機(jī)娃燒；其中y/x的摩爾比等于O. 01至O. 5, x/z的摩爾比等于3至300,且a/z的摩爾比為I至5 ;且其中在水基漿體中包含3重量％至15重量％的所述化合物。本發(fā)明還提供了一種通過在100° C至350° C的溫度干燥組合物制得的產(chǎn)物，其中所述組合物包含具有以下通式(SiO2)x(OH)yMzSaF的化合物其中M選自以下金屬或類金屬陽離子中的至少一種硼、鎂、招、 丐、鈦、銀、猛、鐵、鈷、鎳、銅、鋅、錯(cuò)、鑰、鈕、銀、鎘、錫、鉬、金和鉍；其中S為選自以下物質(zhì)中的至少一種硫類物質(zhì)硫化物鹽、二硫代氨基甲酸鹽、聚合物類的二硫代氨基甲酸鹽和多硫化物鹽；其中F可選地存在且所述F為具有O. 01%至100%表面積覆蓋率的以下物質(zhì)中的至少一種官能化的有機(jī)娃燒、含硫的有機(jī)娃燒、含胺的有機(jī)娃燒和含燒基的有機(jī)娃燒；且其中y/χ的摩爾比等于O. Ol至O. 5, x/z的摩爾比等于3至300，且a/z的摩爾比為I至5。C.制造方法本發(fā)明提供了一種形成二氧化硅類產(chǎn)物/組合物的方法，所述方法包括a.提供含二氧化硅的前驅(qū)體(SCP)，所述前驅(qū)體含在pH值小于或等于7的溶液中；b.可選地用一種或多種金屬物質(zhì)摻雜SCP，其中所述摻雜在溶液具有小于或等于7的pH值時(shí)發(fā)生；c.調(diào)節(jié)溶液的pH值至大于7 ；d.向溶液中加入有效量的鹽，以至溶液的導(dǎo)電率大于或等于4mS，其中所述加入在步驟Ic中pH值調(diào)節(jié)之前、同時(shí)或之后發(fā)生；e.可選地過濾并干燥SCP ;和f.可選地令步驟e中干燥的產(chǎn)物與官能團(tuán)反應(yīng)，且可選地其中所得官能化的干燥產(chǎn)物為以下物質(zhì)中的至少一種官能化的金屬氧化物-摻雜的或金屬硫化物-摻雜的二氧化硅產(chǎn)物。本發(fā)明還提供了一種形成二氧化硅類產(chǎn)物/組合物的方法，所述方法包括a.提供含二氧化硅的前驅(qū)體(SCP)，所述前驅(qū)體含在pH值大于7的溶液中；b.調(diào)節(jié)溶液的pH值 至小于或等于7 ;c.可選地用一種或多種金屬物質(zhì)摻雜SCP，其中所述摻雜在溶液具有小于或等于7的pH值時(shí)發(fā)生；d.調(diào)節(jié)溶液的pH值至大于7 ;e.向溶液中加入有效量的鹽，以至溶液的導(dǎo)電率大于或等于4mS，其中所述加入在步驟2d中pH值調(diào)節(jié)之前、同時(shí)或之后發(fā)生；f.可選地過濾并干燥SCP ;和g.可選地令步驟f中干燥的產(chǎn)物與官能團(tuán)反應(yīng)，且可選地其中所得官能化的干燥產(chǎn)物為以下物質(zhì)中的至少一種官能化的金屬氧化物-摻雜的或金屬硫化物-摻雜的二氧化硅產(chǎn)物。
具體實(shí)施例方式本申請(qǐng)中提到的任何專利和公布的申請(qǐng)通過引用并入本文。如上所述，本發(fā)明提供了一種包含具有硫成分化合物的組合物，具體為具有通式(SiO2)x(OH)yMzSaF的化合物其中M選自以下金屬或類金屬陽離子中的至少一種硼、鎂、招、 丐、鈦、銀、猛、鐵、鈷、鎳、銅、鋅、錯(cuò)、鑰、鈕、銀、鎘、錫、鉬、金和秘；其巾S為選自以下物質(zhì)中的至少一種硫類物質(zhì)硫化物鹽、二硫代氨基甲酸鹽和聚合物類的二硫代氨基甲酸鹽、多硫化物鹽；其中F可選地存在且所述F為具有O. 01%至100%表面積覆蓋率的以下物質(zhì)中的至少一種官能化的有機(jī)娃燒、含硫的有機(jī)娃燒、含胺的有機(jī)娃燒和含燒基的有機(jī)娃燒；且其中y/x的摩爾比等于O. 01至O. 5, x/z的摩爾比等于3至300,且a/z的摩爾比為I至5?；衔锟梢詾楦鞣N形式并相對(duì)于組合物的成分為各種比例。此外，各種產(chǎn)物都可以包含本發(fā)明包括的化合物。例如，以下化合物的實(shí)施方式可以為單獨(dú)的形式，可以被化學(xué)和/或物理方法改性，或者可以結(jié)合到其他產(chǎn)物中，例如消費(fèi)品或工業(yè)產(chǎn)品。在另一個(gè)實(shí)施方式中，本發(fā)明還提供了一種包含具有通式=(SiO2)15 · Cu1S5的化合物的組合物。在另一個(gè)實(shí)施方式中，在水基漿體中包含3重量％至15重量％的化合物。在另一個(gè)實(shí)施方式中，在濕濾餅的形式中包含15重量％至40重量％的化合物。在另一個(gè)實(shí)施方式中，在粉末的形式中包含40重量％至99重量％的化合物。在另一個(gè)實(shí)施方式中，該化合物具有5 μ m至200 μ m的粒徑，并包含聚集的3nm至500nm的納米顆粒。
在另一個(gè)實(shí)施方式中，該化合物具有30m2/g至800m2/g的表面積。在另一個(gè)實(shí)施方式中，該化合物具有O. 3cc/g至2. Occ/g的孔隙體積。在另一個(gè)實(shí)施方式中，產(chǎn)物是通過從組合物中過濾水基物質(zhì)制得的，所述組合物包含具有以下通式(SiO2)x(OH)yMzSaF的化合物，其中M選自以下物質(zhì)中的至少一種硼、鎂、招、 丐、鈦、銀、猛、鐵、鈷、鎳、銅、鋅、錯(cuò)、鑰、鈕、銀、鎘、錫、鉬、金和秘；其巾S為選自以下物質(zhì)中的至少一種硫類物質(zhì)硫化物鹽、二硫代氨基甲酸鹽、聚合物類的二硫代氨基甲酸鹽和多硫化物鹽；其中F可選地存在且所述F為具有O. 01%至100%表面積覆蓋率的以下物質(zhì)中的至少一種官能化的有機(jī)娃燒、含硫的有機(jī)娃燒、含胺的有機(jī)娃燒和含燒基的有機(jī)娃燒；其中y/x的摩爾比等于O. 01至O. 5, x/z的摩爾比等于3至300,且a/z的摩爾比為I至5 ;且其中在水基漿體中包含3重量％至15重量％的所述化合物。在另一個(gè)實(shí)施方式中，產(chǎn)物是通過在100° C至350° C的溫度干燥組合物制得的，其中所述組合物包含具有以下通式(SiO2)x (OH)yMzSaF的化合物其中M選自以下金屬或 類金屬陽離子中的至少一種硼、鎂、招、 丐、鈦、銀、猛、鐵、鈷、鎳、銅、鋅、錯(cuò)、鑰、鈕、銀、鎘、錫、鉬、金和鉍；其中S為選自以下物質(zhì)中的至少一種硫類物質(zhì)硫化物鹽、二硫代氨基甲酸鹽、聚合物類的二硫代氨基甲酸鹽和多硫化物鹽；其中F可選地存在且所述F為具有O. 01%至100%表面積覆蓋率的以下物質(zhì)中的至少一種官能化的有機(jī)娃燒、含硫的有機(jī)娃燒、含胺的有機(jī)娃燒和含燒基的有機(jī)娃燒；且其中y/χ的摩爾比等于O. 01至O. 5, x/z的摩爾比等于3至300，且a/z的摩爾比為I至5?；衔锟梢杂酶鞣N方式制得，如美國專利公開第20070231247號(hào)，其通過引用并入本文。如上所述，本發(fā)明包括的含二氧化硅的產(chǎn)物可以由以下方法制得。一個(gè)方法包括從酸性起點(diǎn)開始。在一個(gè)實(shí)施方式中，該方法包括形成二氧化硅類產(chǎn)物，包括步驟a.提供含二氧化硅的前驅(qū)體(SCP)，所述前驅(qū)體含在pH值小于或等于7的溶液中；b.可選地用一種或多種金屬物質(zhì)摻雜SCP，其中所述摻雜在溶液具有小于或等于7的pH值時(shí)發(fā)生；c.調(diào)節(jié)溶液的pH值至大于7 ；d.向溶液中加入有效量的鹽，以至溶液的導(dǎo)電率大于或等于4mS，其中所述加入在步驟Ic中PH值調(diào)節(jié)之前、同時(shí)或之后發(fā)生；e.可選地過濾并干燥SCPjPf.可選地令步驟e中干燥的產(chǎn)物與官能團(tuán)反應(yīng)，且可選地其中所得官能化的干燥產(chǎn)物為以下物質(zhì)中的至少一種官能化的金屬氧化物-摻雜的或金屬硫化物-摻雜的二氧化硅產(chǎn)物。在另一個(gè)實(shí)施方式中，步驟f中的官能團(tuán)為有機(jī)硅烷。在另一個(gè)實(shí)施方式中，含二氧化硅的前驅(qū)體選自以下物質(zhì)中的至少一種硅酸、膠狀二氧化硅、四乙基正硅酸鹽和分散的氣相二氧化硅。在另一個(gè)實(shí)施方式中，步驟I (a)中pH值的范圍是3至4。在另一個(gè)實(shí)施方式中，通過將所述SCP分子與堿性溶液以基于葉片端速的6m/s至23m/s的剪切速率混合/互相作用調(diào)節(jié)SCP的pH值至大于7。在另一個(gè)實(shí)施方式中，該方法進(jìn)一步包括通過用混合室將所述SCP與堿性溶液混合而調(diào)節(jié)SCP的pH值至大于7。混合室的實(shí)例記載于美國專利第7，550，060號(hào)“用于向工藝物料流中輸送化學(xué)物質(zhì)的方法和裝置(Method and Arrangement for FeedingChemicalsinto a Process Stream)”中。該專利通過引用并入本文。在一個(gè)實(shí)施方式中，該混合室包括具有一個(gè)或多個(gè)進(jìn)口和出口的第一導(dǎo)管；具有一個(gè)或多個(gè)進(jìn)口和出口的第二導(dǎo)管，其中所述第一導(dǎo)管固定至所述第二導(dǎo)管并穿過所述第二導(dǎo)管；具有一個(gè)或多個(gè)進(jìn)口和出口的混合室，其中所述第二導(dǎo)管固定至所述混合室且其中所述第一導(dǎo)管的所述出口和所述第二導(dǎo)管的所述出口與所述混合室連通；和與所述混合室的所述出口連通并固定至所述混合室的轉(zhuǎn)接器。該混合室然后可以與容器連接或連通，該容器通過(例如導(dǎo)管)容納/處理混合產(chǎn)物。在一個(gè)實(shí)施方式中，所述混合室然后可以與容器連接或連通，該容器容納/處理由所述SCP的pH值調(diào)節(jié)產(chǎn)生的混合產(chǎn)物。此外，可以利用混合裝置Ultra Turax，型號(hào)UTI-25 (購自 Wilmington, NC StJIKAS' Works, Inc.)。可預(yù)計(jì)的是任何合適的反應(yīng)器或混合裝置/室都可以用于本發(fā)明的方法中。在另一個(gè)實(shí)施方式中，該方法進(jìn)一步包括通過將所述SCP與堿性溶液結(jié)合同時(shí)混合導(dǎo)致雷諾數(shù)大于或等于2000而調(diào)節(jié)SCP的pH值至大于7以形成二氧化硅類的產(chǎn)物。在另一個(gè)實(shí)施方式中，該方法進(jìn)一步包括通過在過渡流條件下，即雷諾數(shù)在2000至4000之間，將所述SCP與堿性溶液結(jié)合而調(diào)節(jié)SCP的pH值至大于7以形成二氧化硅類·的產(chǎn)物。在另一個(gè)實(shí)施方式中，該方法進(jìn)一步包括通過在湍流條件下，即雷諾數(shù)大于或等于4000，將所述SCP與堿性溶液結(jié)合而調(diào)節(jié)SCP的pH值至大于7以形成二氧化硅類的產(chǎn)物。在另一個(gè)實(shí)施方式中，利用化學(xué)物質(zhì)將SCP的pH值調(diào)節(jié)至pH值范圍7至11，所述化學(xué)物質(zhì)選自以下物質(zhì)中的至少一種氫氧化銨、碳酸銨、無機(jī)堿如但不限于氫氧化鈉和/或氫氧化鉀、有機(jī)堿如但不限于三甲基氫氧化銨、堿性硅酸鹽、硫化物鹽如但不限于硫化鈉和含多硫化物的鹽如但不限于多硫化鈣和/或多硫化鈉。在另一個(gè)實(shí)施方式中，將步驟d中得到的漿體過濾并干燥，以致所述干燥并過濾的產(chǎn)物的固體濃度從約5wt%增加至約99wt%。在另一個(gè)實(shí)施方式中，在至少一個(gè)工藝中，通過控制二氧化硅表面的硅烷的水解和縮合用有機(jī)硅烷對(duì)步驟e中干燥的產(chǎn)物進(jìn)行表面處理，所述工藝為有機(jī)溶劑、超臨界溶劑或無溶劑工藝。另一個(gè)方法包括從堿性起點(diǎn)開始。在一個(gè)實(shí)施方式中，該方法包括形成二氧化硅類產(chǎn)物，所述方法包括步驟a.提供含二氧化硅的前驅(qū)體(SCP)，所述前驅(qū)體含在pH值大于7的溶液中；b.調(diào)節(jié)溶液的pH值至小于或等于7 ;c.可選地用一種或多種金屬物質(zhì)摻雜SCP，其中所述摻雜在溶液具有小于或等于7的pH值時(shí)發(fā)生；d.調(diào)節(jié)溶液的pH值至大于7 ;e.向溶液中加入有效量的鹽，以至溶液的導(dǎo)電率大于或等于4mS，其中所述加入在步驟2d中pH值調(diào)節(jié)之前、同時(shí)或之后發(fā)生；f.可選地過濾并干燥SCP ;和g.可選地令步驟f中干燥的產(chǎn)物與官能團(tuán)反應(yīng)，且可選地其中所得官能化的干燥產(chǎn)物為以下物質(zhì)中的至少一種官能化的金屬氧化物-摻雜的或金屬硫化物-摻雜的二氧化硅產(chǎn)物。在另一個(gè)實(shí)施方式中，步驟g中的官能團(tuán)為有機(jī)硅烷。在另一個(gè)實(shí)施方式中，含硅前驅(qū)體選自以下物質(zhì)中的至少一種硅酸、膠狀二氧化硅、堿性硅酸鹽、四乙基正硅酸鹽和分散的氣相二氧化硅。在另一個(gè)實(shí)施方式中，調(diào)節(jié)含硅前驅(qū)體的pH值是利用以下物質(zhì)中的一種碳酸、有機(jī)酸如但不限于醋酸、無機(jī)酸如但不限于硫酸和/或鹽酸，以致pH值降至范圍2至7。在另一個(gè)實(shí)施方式中，用醋酸將SCP的pH值范圍調(diào)節(jié)至范圍3至4。在另一個(gè)實(shí)施方式中，用化學(xué)物質(zhì)將SCP的pH值調(diào)節(jié)至pH值范圍7至11，所述化學(xué)物質(zhì)選自以下物質(zhì)中的至少一種氫氧化銨、碳酸銨、無機(jī)堿、有機(jī)堿、堿性鹽、硫化物鹽、堿性硅酸鹽和含多硫化物的鹽。在另一個(gè)實(shí)施方式中，將步驟e中得到的漿體過濾并干燥，以致所述干燥和過濾的產(chǎn)物的固體濃度由約5wt%增加至約99wt%。在另一個(gè)實(shí)施方式中，在至少一個(gè)工藝中，通過控制二氧化硅表面的硅烷的水解和縮合用有機(jī)硅烷對(duì)步驟f中干燥的產(chǎn)物進(jìn)行表面處理，所述工藝為以下有機(jī)溶劑、超臨界溶劑或無溶劑工藝。在另一個(gè)實(shí)施方式中，通過將所述SCP分子與堿性溶液以基于葉片端速的6m/s至 23m/s的剪切速率混合而調(diào)節(jié)SCP的pH值至大于7。在另一個(gè)實(shí)施方式中，該方法進(jìn)一步包括通過用混合室將所述SCP與堿性溶液混合而調(diào)節(jié)SCP的pH值至大于7?；旌鲜业膶?shí)例記載于美國專利第7，550，060號(hào)“用于向工藝物料流中輸送化學(xué)物質(zhì)的方法和裝置(Method and Arrangement for FeedingChemicalsinto a Process Stream)”中。該專利通過引用并入本文。在一個(gè)實(shí)施方式中，該混合室包括具有一個(gè)或多個(gè)進(jìn)口和出口的第一導(dǎo)管；具有一個(gè)或多個(gè)進(jìn)口和出口的第二導(dǎo)管，其中所述第一導(dǎo)管固定至所述第二導(dǎo)管并穿過所述第二導(dǎo)管；具有一個(gè)或多個(gè)進(jìn)口和出口的混合室，其中所述第二導(dǎo)管固定至所述混合室且其中所述第一導(dǎo)管的所述出口和所述第二導(dǎo)管的所述出口與所述混合室連通；和與所述混合室的所述出口連通并固定至所述混合室的轉(zhuǎn)接器。該混合室然后可以與容器連接或連通，該容器通過(例如導(dǎo)管)容納/處理混合產(chǎn)物。在一個(gè)實(shí)施方式中，所述混合室然后可以與容器連接或連通，該容器容納/處理由所述SCP的pH值調(diào)節(jié)產(chǎn)生的混合產(chǎn)物。此外，可以利用混合裝置Ultra Turax,型號(hào)UTI_25(購自Wilmington,NC的IKA Works, Inc.)?？深A(yù)計(jì)的是任何合適的反應(yīng)器或混合裝置/室都可以用于本發(fā)明的方法中。在另一個(gè)實(shí)施方式中，該方法進(jìn)一步包括通過將所述SCP與堿性溶液結(jié)合同時(shí)混合導(dǎo)致雷諾數(shù)大于或等于2000而調(diào)節(jié)SCP的pH值至大于7以形成二氧化硅類的產(chǎn)物。在另一個(gè)實(shí)施方式中，該方法進(jìn)一步包括通過在過渡流條件下，即雷諾數(shù)在2000至4000之間，將所述SCP與堿性溶液結(jié)合而調(diào)節(jié)SCP的pH值至大于7以形成二氧化硅類的產(chǎn)物。在另一個(gè)實(shí)施方式中，該方法進(jìn)一步包括通過在湍流條件下，即雷諾數(shù)大于或等于4000，將所述SCP與堿性溶液結(jié)合而調(diào)節(jié)SCP的pH值至大于7以形成二氧化硅類的產(chǎn)物。本發(fā)明的硫類物質(zhì)可以選自以下代表性列表中的至少一種，但該列表并非旨在限制硫化物鹽、二硫代氨基甲酸鹽、聚合物類的二硫代氨基甲酸鹽和多硫化物鹽。硫化物鹽可以為但不限于硫化鈉、硫化鉀和/或金屬硫化物如硫化銅。二硫代氨基甲酸鹽可以為但不限于二甲基二硫代氨基甲酸鹽(DMDTC)或二乙基二硫代氨基甲酸鹽(DEDTC)。聚合物類的二硫代氨基甲酸鹽包括含有官能團(tuán)RnCS2的有機(jī)聚合物，其中R為直鏈的或支鏈的烷基?？缮藤彽木酆衔镱惖亩虼被姿猁}的實(shí)例記載于美國專利第5164095號(hào)和美國專利第5346627號(hào)，其通過引用并入本文?？梢杂糜诒景l(fā)明的多硫化物包括，但不限于，多硫化鈉和多硫化鈣?？梢杂糜诒景l(fā)明的有機(jī)硅烷為本領(lǐng)域已知的，且通?？梢杂蒖(4_a) -SiXa表示，其中a可以為I至3。有機(jī)官能團(tuán)R-可以為含有官能團(tuán)的脂肪族或烯烴，所述官能團(tuán)如丙基、丁基、3-氯丙基、胺、硫醇和它們的組合。X代表可水解的烷氧基，通常為甲氧基或乙氧基。一些實(shí)例為3-硫丙基娃燒和疏丙基娃燒。在本發(fā)明的組合物的制備過程中，加入鹽將反應(yīng)溶液的導(dǎo)電率提高至4mS?？梢允褂玫柠}的實(shí)例包括，但不限于，堿和堿性鹵化物、硫酸鹽、磷酸鹽和硝酸鹽，如硫化鈉、氯化鉀、氯化鈉、硝酸鈉、硫化鈣和磷酸鉀。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到為達(dá)到期望的導(dǎo)電率而 加入的有效量的鹽將根據(jù)鹽的選擇而變化。硫醇類和胺類通常由含有具有通式-B- (SH)或-B (NH2)的胺或硫醇基團(tuán)的有機(jī)和無機(jī)化合物類表示，其中B為由碳原子組成的直鏈的或支鏈的基團(tuán)，如-(CH2)n-,其中η為I至15，具體地η為I至6，且最優(yōu)選地η為3。實(shí)施例實(shí)施例I :在該實(shí)施例中，將2180g的7wt%硅酸加入含有450g去離子(DI)水和150g硅酸并加熱至90° C的剩余液(heel)中。該娃酸通過螺動(dòng)泵以10ml/min用3h送入5L反應(yīng)燒瓶中。在24. 6g的DI水中制備含有16. 4g的25wt%氨溶液和5. 84g碳酸銨的溶液。在溶液粘度明顯增加時(shí)將該溶液快速加入反應(yīng)燒瓶中。攪拌混合物30分鐘，然后以20ml/min送入任何剩余的硅酸。在硅酸輸送完成時(shí)，關(guān)掉加熱并使溶液冷卻。將二氧化硅漿體過濾并在150° C凍干以生產(chǎn)干粉末。在來自Quantachrome的Autosorb-IC單元上進(jìn)行粉末的氮?dú)馕椒治?。將樣品?00° C脫氣2小時(shí)，然后由多點(diǎn)BET (Brunauer, Emmett和Teller-表面積測試)表面積、總孔隙體積和BJH(Barrett-Joyner-Halenda)吸附孔徑分布表征。物理數(shù)據(jù)顯示為354平方米每克的表面積、I. 19cc/g的孔隙體積和13. 5nm的孔徑。實(shí)施例2 在該實(shí)施例中，將1414g的8. 3wt%硅酸加入含有16. 3g硫化銅、400g的DI水和200g娃酸并加熱至90° C的剩余液(heel)中。該娃酸通過螺動(dòng)泵以8ml/min用3h送入5L反應(yīng)燒瓶中。在200g的DI水中制備含有17. 3g硫化鈉和11. 8g的25wt%氨的溶液。在送入硅酸3h后溶液粘度明顯增加時(shí)將該溶液快速加入反應(yīng)燒瓶中。攪拌混合物30分鐘，然后以16ml/min送入任何剩余的硅酸。在硅酸輸送完成時(shí)，關(guān)掉加熱并使溶液冷卻。將CuS摻雜的二氧化硅漿體過濾并在105° C干燥以生產(chǎn)干粉末。在來自Quantachrome的Autosorb-IC單元上進(jìn)行粉末的氮?dú)馕椒治?。將樣品?05° C脫氣4小時(shí)，然后由多點(diǎn)BET表面積、總孔隙體積和BJH吸附孔徑分布表征。氮?dú)馕椒治鲲@示為321平方米每克的表面積、I. 46cc/g的孔隙體積和18. 2nm的孔徑。實(shí)施例3 在該實(shí)施例中，制備三種溶液A) 12kg的納爾科N8691硅溶膠，B)溶解于5. 24kg的DI水中的396g硫化銅和360g冰醋酸，和C)溶解于16kg的DI水中的I. Ikg多硫化鈣溶液和900g的25wt%的氨。將溶液B加入溶液A中，接著以高剪切速率隨后加入溶液C。在過濾前攪拌混合物1-2分鐘。納爾科N8691可以從納爾科公司，1601West Diehl Road,Naperville, IL. 60563 獲得。將CuS摻雜的二氧化硅漿體過濾并在565° F快速干燥以生產(chǎn)干粉末。在來自Quantachrome的Autosorb-IC單元上進(jìn)行粉末的氮?dú)馕椒治觥悠吩?05° C脫氣4小時(shí)，然后由多點(diǎn)BET表面積、總孔隙體積和BJH吸附孔徑分布表征。氮?dú)馕椒治鲲@示為227平方米每克的表面積、O. 45cc/g的孔隙體積和7. 9nm的孔徑。實(shí)施例4:在該實(shí)施例中，制備三種溶液A) 2kg的納爾科N8691硅溶膠，B)溶解于887kg的DI水中的53. 2g硫化鐵和60g冰醋酸，和C)溶解于2667g的DI水中的184g多硫化鈣溶液和150g的25wt%的氨。將溶液B加入溶液A中，接著以高剪切速率隨后加入溶液C。在過 濾前攪拌混合物1-2分鐘。然后將硫化鐵摻雜的二氧化硅漿體過濾并在565° F快速干燥以生產(chǎn)干粉末。專利串請(qǐng)中所述組分的組合在一個(gè)實(shí)施方式中，產(chǎn)品權(quán)利要求的組合物包括吸附劑組分和相關(guān)組合物的各種組合，如組成顆粒的摩爾比。在進(jìn)一步的實(shí)施方式中，要求保護(hù)的組合物包括從屬權(quán)利要求的組合。在進(jìn)一步的實(shí)施方式中，具體組分的范圍或其等效范圍應(yīng)該包括該范圍內(nèi)或該范圍內(nèi)的范圍的單獨(dú)組分。在另一個(gè)實(shí)施方式中，使用方法的權(quán)利要求包括吸附劑組分和相關(guān)組合物的各種組合，如組成顆粒的摩爾比。在進(jìn)一步的實(shí)施方式中，要求保護(hù)的使用方法包括從屬權(quán)利要求的組合。在進(jìn)一步的實(shí)施方式中，具體成分的范圍或其等效范圍應(yīng)該包括該范圍內(nèi)或該范圍內(nèi)的范圍的單獨(dú)成分。在另一個(gè)實(shí)施方式中，制造方法的權(quán)利要求包括吸附劑組分和相關(guān)組合物的各種組合，如PH控制。在進(jìn)一步的實(shí)施方式中，要求保護(hù)的使用方法包括從屬權(quán)利要求的組合。在進(jìn)一步的實(shí)施方式中，具體組分的范圍或其等效范圍應(yīng)該包括該范圍內(nèi)或該范圍內(nèi)的范圍的單獨(dú)成分。
權(quán)利要求
1.一種組合物，所述組合物包含具有以下通式的化合物 (SiO2)x(OH)yMzSaF 其中，M為以下金屬或類金屬陽離子中的至少一種硼、鎂、鋁、鈣、鈦、釩、錳、鐵、鈷、鎳、銅、鋅、錯(cuò)、鑰、鈕、銀、鎘、錫、鉬、金和鉍； 其中S為選自以下物質(zhì)中的至少一種硫類物質(zhì)硫化物鹽、二硫代氨基甲酸鹽、聚合物類的二硫代氨基甲酸鹽和多硫化物鹽； 其中F可選地存在且所述F為具有O. 01%至100%表面積覆蓋率的以下物質(zhì)中的至少一種官能化的有機(jī)娃燒、含硫的有機(jī)娃燒、含胺的有機(jī)娃燒和含燒基的有機(jī)娃燒; 且其中y/x的摩爾比等于O. 01至O. 5,x/z的摩爾比等于3至300,且a/z的摩爾比為I至5。
2.一種組合物，所述組合物包含具有通式(SiO2)15 · Cu1S5的化合物。
3.權(quán)利要求I所述的組合物,其中在水基漿體中包含3重量％至15重量％的所述化合物。
4.權(quán)利要求I所述的組合物，其中在濕濾餅的形式中包含15重量％至40重量％的所述化合物。
5.權(quán)利要求I所述的組合物，其中在粉末的形式中包含40重量％至99重量％的所述化合物。
6.權(quán)利要求4所述的組合物，其中所述化合物具有5μ m至200 μ m的粒徑，并包含聚集的3nm至500nm的納米顆粒。
7.權(quán)利要求4所述的組合物,其中所述化合物具有30m2/g至800m2/g的表面積。
8.權(quán)利要求4所述的組合物,其中所述化合物具有O.3cc/g至2. Occ/g的孔隙體積。
9.一種通過從組合物中過濾水基物質(zhì)制得的產(chǎn)物，所述組合物包含具有以下通式(SiO2)x(OH)yMzSaF 的化合物 其中M選自以下金屬陽離子中的至少一種硼、鎂、招、I丐、鈦、銀、猛、鐵、鈷、鎳、銅、鋅、鋯、鑰、鈕、銀、鎘、錫、鉬、金和鉍； 其中S為選自以下物質(zhì)中的至少一種硫類物質(zhì)硫化物鹽、二硫代氨基甲酸鹽、聚合物類的二硫代氨基甲酸鹽和多硫化物鹽； 其中F可選地存在且所述F為具有O. 01%至100%表面積覆蓋率的以下物質(zhì)中的至少一種官能化的有機(jī)娃燒、含硫的有機(jī)娃燒、含胺的有機(jī)娃燒和含燒基的有機(jī)娃燒; 其中y/x的摩爾比等于O. 01至O. 5, x/z的摩爾比等于3至300,且a/z的摩爾比為I至5 ;且其中在水基漿體中包含3重量％至15重量％的所述化合物。
10.—種通過在100° C至350° C的溫度干燥組合物制得的產(chǎn)物，其中所述組合物包含具有以下通式(SiO2)x(OH)yMzSaF的化合物 其中M選自以下金屬或類金屬陽離子中的至少一種硼、鎂、鋁、鈣、鈦、釩、錳、鐵、鈷、鎳、銅、鋅、錯(cuò)、鑰、鈕、銀、鎘、錫、鉬、金和鉍； 其中S為選自以下物質(zhì)中的至少一種硫類物質(zhì)硫化物鹽、二硫代氨基甲酸鹽、聚合物類的二硫代氨基甲酸鹽和多硫化物鹽；其中F可選地存在且所述F為具有O. 01%至100%表面積覆蓋率的以下物質(zhì)中的至少一種官能化的有機(jī)娃燒、含硫的有機(jī)娃燒、含胺的有機(jī)娃燒和含燒基的有機(jī)娃燒；且其中y/X的摩爾比等于O. 01至O. 5, x/z的摩爾比等于3至300,且a /z的摩爾比為I至5。
全文摘要
本申請(qǐng)公開了一種含二氧化硅的組合物。該組合物包含具有通式(SiO2)x(OH)yMzSaF的化合物其中，M為以下金屬或類金屬陽離子中的至少一種硼、鎂、鋁、鈣、鈦、釩、錳、鐵、鈷、鎳、銅、鋅、鋯、鉬、鈀、銀、鎘、錫、鉑、金和鉍；S為選自以下物質(zhì)中的至少一種硫類物質(zhì)硫化物鹽、二硫代氨基甲酸鹽、聚合物類的二硫代氨基甲酸鹽和多硫化物鹽；F可選地存在且所述F為具有0.01%至100%表面積覆蓋率的以下物質(zhì)中的至少一種官能化的有機(jī)硅烷、含硫的有機(jī)硅烷、含胺的有機(jī)硅烷和含烷基的有機(jī)硅烷；且y/x的摩爾比等于0.01至0.5，x/z的摩爾比等于3至300，且a/z的摩爾比為1至5。
文檔編號(hào)C09C1/30GK102883998SQ201180023128
公開日2013年1月16日 申請(qǐng)日期2011年4月7日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月8日
發(fā)明者布魯斯·A·凱澤, 尼古拉斯·S·埃岡, 理查德·米姆納 申請(qǐng)人:納爾科公司