Способ получения высококачественной кварцевой крупки



Владельцы патента RU 2492143:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Иркутский государственный технический университет" (ФГБОУ ВПО "ИрГТУ") (RU)

Изобретение может быть использовано в химической промышленности. Способ получения высококачественной кварцевой крупки включает дробление исходного сырья, декрипитацию с последующим дроблением и измельчением материала, магнитную сепарацию, сушку немагнитной фракции, химическую обработку и промывку. Химическую обработку проводят сначала щелочным раствором с концентрацией 40-200 г/л при температуре 80-105°С в течение не менее двух часов с последующей промывкой водой и ультразвуковой оттиркой. После этого осадок обрабатывают неорганической кислотой или смесью неорганических кислот в 2-3 стадии с промежуточной промывкой и ультразвуковой оттиркой с последующей промывкой водой и сушкой. Изобретение позволяет практически полностью удалить все примеси из кварцевого сырья и получить особо чистый кварцевый продукт с содержанием примесей не более 1×10-4 мас.%. 4 з.п. ф-лы, 1 табл., 1 пр.

 

Предлагаемое изобретение относится к обогащению и очистке кварцевого сырья и может быть использовано для получения особо чистого кварцевого продукта с содержанием примесей не более 1×10-4 мас.%.

Известны различные технологии обогащения и очистки кварцевого сырья, в зависимости от его физико-механических особенностей и требований, предъявляемых к обогащенному продукту.

Известен способ подготовки кварцевого сырья, включающий измельчение кусков кварца до величины зерен 0,2-0,6 мм, обработку полученной крупки в травильном растворе при температуре кипения, промывку водой и сушку, в котором перед измельчением куски кварца обрабатывают в травильном растворе при температуре кипения в течение 1-4 ч, а обработку полученной крупки ведут в течение 30-40 мин, причем в качестве травильного раствора используют кислую соль фтористого аммония (а.с. СССР №1013418, С03В 1/00, 1983 г., [1]). Основные недостатки известного решения: значительный расход энергии и реагентов, длительное время обработки.

Известен способ обработки кварцсодержащего сырья, включающий дробление, измельчение, электромагнитную сепарацию, оттирку, флотацию и термообработку конечного продукта, в котором, кварцсодержащее сырье крупностью - 60+10 мм подвергают декрипитации при нагреве до температуры 850-950°С с последующим быстрым охлаждением в жидкой среде с температурой 6-20°С, затем направляют на дробление и измельчение до крупности -0,5+0,1 мм и подвергают электромагнитной сепарации, далее из немагнитной части продукта сепарации и активированной воды с рН 4,0-5,5 готовят пульпу с Ж:Т=1,8-3:1, пульпу подвергают оттирке в среде с рН 4,0-5,5 в две стадии, между которыми проводят флотацию, при этом мощность энергетического воздействия на второй стадии оттирки поддерживают в два раза ниже, чем на первой, а температуры на обеих стадиях поддерживают соответствующей максимальной плотности пульпы для усиления воздействующих факторов процесса оттирки, после оттирки пульпу промывают водой при Ж:Т=10:1, обезвоживают и подвергают прокалке при температуре более 800°С. В качестве жидкой среды при быстром охлаждении сырья может быть использована вода (патент РФ №2182113, С01В 33/12, 2002 г., [2]).

Данная технология достаточно проста, экологически чиста, но, вместе с тем, необходимая степень чистоты продукта достигается только при использовании природного кварцевого сырья высокого качества, что ограничивает технологические возможности способа. Не обеспечивается в полной мере вскрытие отдельных зерен кварца, как за счет недостаточно высокой степени измельчения материала, так и за счет недостаточно высокой эффективности процесса флотации, что снижает качество получаемого продукта.

Известен способ обогащения кварцевого сырья, включающий предварительное дробление исходного сырья, декрипитацию с последующим термодроблением в жидкой среде, окончательное механическое дробление с последующим измельчением, магнитную сепарацию, флотацию, ультразвуковую обработку камерного продукта флотации и его прокалку с получением конечного продукта, в котором камерный продукт флотации после ультразвуковой обработки, фильтрации и сушки подвергают прокалке при температуре 550-700°С с последующей обработкой смесью соляной и плавиковой кислот при температуре не выше 20°С, при этом флотацию осуществляют в пульпе с рН 3,0-4,0. Приготовление пульпы к флотации может быть осуществлено с использованием минеральной кислоты, например серной, ультразвуковая обработка камерного продукта флотации может осуществляться при рН 3,0-4,0, а измельчение сырья может осуществляться до крупности не более 0,4 мм (патент РФ №2353578, С01В 33/12, 2009 г., [3]).

По технической сущности, наличию сходных признаков данное решение выбрано в качестве ближайшего аналога.

Использование известного решения позволяет получать товарный продукт в виде концентрата высокой степени чистоты при обогащении различных видов кварцевого сырья.

Существенным недостатком известной технологии является наличие флотационного передела, что значительно усложняет аппаратурно-технологическую схему, поддержание параметров флотации в заданных пределах требует наличия контрольно-измерительной аппаратуры, дозирующих устройств, расхода реагентов, что снижает экономическую эффективность процесса.

Задачей предлагаемого технического решения является повышение технико-экономических показателей процесса получения микрочастиц кварца высокой чистоты.

Техническими результатами являются: оптимизация аппаратурно-технологической схемы обработки кварцевого сырья, повышение эффективности обработки.

Технические результаты достигаются тем, что в способе обработки кварцсодержащего сырья, включающем дробление исходного сырья, декрипитацию с последующим дроблением и измельчением материала, магнитную сепарацию, сушку немагнитной фракции, химическую обработку и промывку, отличающийся тем, что химическую обработку проводят сначала щелочным раствором с концентрацией 40-200 г/л при температуре 80-105°С в течение не менее двух часов с последующей промывкой водой и ультразвуковой оттиркой, а затем осадок обрабатывают неорганической кислотой или смесью неорганических кислот в 2-3 стадии с промежуточной промывкой и ультразвуковой оттиркой с последующей промывкой водой и сушкой.

Кроме того, для щелочной обработки может быть использован раствор каустической щелочи, для кислотной обработки может быть использован 10-15% раствор соляной кислоты или смесь неорганических кислот, а разделение твердой и жидкой фаз после промывки и ультразвуковой оттирки может быть осуществлено методом декантации до содержания влаги в осадке 18-25%.

Сравнительный анализ предлагаемого способа с решением, выбранным в качестве ближайшего аналога, показывает следующее.

Предлагаемое решение и решение по ближайшему аналогу характеризуются сходными признаками:

- обработка кварцевого сырья;

- дробление исходного сырья;

- декрипитация;

- последующее дробление и измельчение материала;

- магнитная сепарация;

- сушка немагнитной фракции;

- химическая обработка

- промывка.

Предлагаемое решение также характеризуется признаками, отличительными от признаков ближайшего аналога:

- химическую обработку проводят сначала щелочным раствором

- - с концентрацией 40-200 г/л

- - - при температуре 80-105°С

- - - - в течение не менее двух часов;

- с последующей промывкой водой и ультразвуковой оттиркой;

- затем осадок обрабатывают неорганической кислотой или смесью неорганических кислот

- - в 2-3 стадии

- - с промежуточной промывкой и ультразвуковой оттиркой;

- с последующей промывкой водой и сушкой.

Наличие в предлагаемом решении признаков, отличительных от признаков, характеризующих решение по ближайшему аналогу, позволяет сделать вывод о соответствии предлагаемого способа условию патентоспособности изобретения «новизна».

Техническая сущность предлагаемого решения заключается в следующем.

С целью получения особо чистого кварцевого продукта сырье подвергают многостадийной обработке.

На первом этапе сырье с содержанием примесей алюминия, натрия, железа, кальция, титана и микропримесей в сумме не более 1,0-2,0% обрабатывают известными методами, включающими дробление исходного сырья, дикриптизацию с последующим дроблением и измельчением материала, магнитную сепарацию, промывку, окончательную термическую обработку и промывку. В результате получают концентрат с содержанием примесей не более 0,2-0,5 масс.%.

Дальнейшая обработка осуществляется предлагаемым способом.

Концентрат обрабатывается щелочным раствором с концентрацией 40-200 г/л при температуре 80-105°С в течение не менее двух часов с последующей промывкой дистиллированной или деионизированной водой и ультразвуковой оттиркой.

При щелочной обработке примеси, находящиеся в пространстве между кристаллами и на гранях кристаллов кварца, частично или полностью растворяются. Кроме того, при взаимодействии щелочей с кварцем образуется некоторое количество силиката натрия, который также обладает свойствами поглощать примеси железа, алюминия, кальция и титана. Однако концентрат обогащается соединениями натрия, которые с трудом отмываются водой. Поэтому проводится многократная обработка растворами кислот с промежуточной промывкой и ультразвуковой оттиркой. Одновременно с отмывкой соединений натрия осуществляется дополнительная очистка от примесей.

В смеси соляной и фтористоводородной кислот растворяются практически все примеси.

В соляной кислоте (10-15%) растворяются Са, Mg, Fe, частично Al.

В кремнефтористоводородной кислоте (H2SiFe) растворяются Са, Mg, К, Na, кроме Al.

В результате многократной обработки щелочью, водой, ультразвуковой оттирки, обработки кислотами удается достичь практически полного удаления всех примесей.

Таким образом, предлагаемая технология обработки кварцевого сырья, обеспечивает эффективную производительную переработку кварцевого сырья в высококачественный продукт не только с более низкими затратами, но и с повышением потребительских свойств продукта.

Сравнительный анализ предлагаемого технического решения с другими известными решениями в данной области показывает следующее.

Известен способ обогащения жильного кварца, включающий механическое дробление, промывку водой, нагрев до 1000-1100°С, охлаждение, измельчение, рассев на рабочую фракцию, магнитную сепарацию, флотацию, химическую обработку, промывку, фильтрацию и сушку, в котором перед нагревом до 1000-1100°С кварц подвергают термообработке при 200-250°С и химической обработке в 20-25%-ной соляной кислотой в течение 1,5-2 ч с последующей промывкой водой до нейтральной реакции (патент РФ №20117690, С03В 1/00, 1994 г., [4]).

Известен способ получения кварцевой крупки, включающий подготовку кварцевого сырья путем отбора кусков и кристаллов без выраженных поверхностных или внутренних включений и удаления с них промывкой загрязнений, механическое дробление с выделением фракции требуемого размера, термодробление путем нагрева до 1000-1100°С с последующим охлаждением водой, механическое измельчение с выделением фракции 0,1-0,28 мм, магнитную сепарацию, химическую обработку, промывку водой до нейтральной реакции промывочной воды, фильтрацию и сушку, в котором в качестве кварцевого сырья используют отходы и брак производства искусственного кристаллического кварца из жильного кварца гидротермальным методом, химическую обработку осуществляют в смеси кислот 25-30% HCl и 9-11% HF в течение 40-45 мин, а после сушки осуществляют операцию высокотемпературного хлорирования при температуре 1000-1200°С в течение 25-30 мин (патент РФ №2337072, С03С 1/02, 2008 г., [5]).

Не выявлено в процессе поиска и сравнительного анализа технических решений, характеризующихся аналогичной с предлагаемым решением совокупностью признаков, что позволяет сделать вывод о соответствии предлагаемого условию патентоспособности изобретения «изобретательский уровень».

Предлагаемый способ обработки кварцевого сырья реализуется следующим образом.

Пример 1. 100 г исходной кварцевой руды с содержанием 0,7% примесей железа, алюминия, натрия, кальция, титана и микропримесей обработали методами: продробили до крупности -4 мм, термообработали при 600°С, осуществили термоудар погружением горячего материала в воду с температурой 15,0°С, дополнительно продробили и измельчили до крупности -0,4 мм, после чего провели магнитную сепарацию при напряженности магнитного поля 1100 кА/м, немагнитную фракцию промыли и повторно термообработали при 700°С с последующей отмывкой водой. В результате получено 77,2 г обогащенного концентрата, содержащего, 1×10-4%: Fe - 42,0; Al - 35,0; Na - 48,0; Ti - 15,0; Ca - 25,0; прочие примеси 72,0.

Концентрат в количестве 77,2 г обработали раствором NaOH концентрацией 70 г/л при температуре 90,0°С в течение 3 часов при Ж:Т=10:1, Полученный осадок промыли дистиллированной водой и провели двухстадийную ультразвуковую оттирку при Ж:Т=5:1, при этом разделение жидкой и твердой фазы во всех случаях проводили декантацией.

Отмытый осадок кварцевого сырья обработали смесью кислот 10% HCl и 10% HF в соотношении 1:1 при отношении Ж:Т=10:1 и температуре 80,0°С. Осадок промыли дистиллированной водой и провели ультразвуковую оттирку при Ж:Т=5:1.

Операцию обработки смесью кислот и ультразвуковой оттирки повторили 3 раза. После дополнительной промывки дистиллированной водой, декантации и сушки осадка получили 61,5 г сухого осадка с содержанием примесей, 1×10-4%: Fe - 0,04; Al - 0,06; Na - 0,03; Ca - 0,09; Ti - 0,04; прочие 0,15.

Данные по обработке кварцевого сырья приведены в табл.1. Экспериментальные данные подтверждают эффективность предлагаемого способа.

Предлагаемое техническое решение позволяет оптимизировать аппаратурно-технологическую схему, повысить эффективность химической стадии очистки материала, за счет подачи подготовленного на предыдущих стадиях материала - отделение из потока кварцевого материала «некондиционной» части, содержащей примеси.

Таблица 1
Содержание примесей в кварцевых концентратах после обработки щелочами и кислотами
Наименование примесей Содержание примесей в концентрате, 1·10-4% Содержание примесей в концентрате по предлагаемому решению, 1·10-4%
Fe 42,0 0,04
Al 35,0 0,06
Ca 25,0 0,09
Na 48,0 0,03
Ti 15,0 0,04
Прочие примеси 72,0 0,15
S примесей 195,0 0,41

1. Способ получения высококачественной кварцевой крупки, включающий дробление исходного сырья, декрипитацию с последующими дроблением и измельчением материала, магнитную сепарацию, сушку немагнитной фракции, химическую обработку и промывку, отличающийся тем, что химическую обработку проводят сначала щелочным раствором с концентрацией 40-200 г/л при температуре 80-105°С в течение не менее двух часов с последующей промывкой водой и ультразвуковой оттиркой, а затем осадок обрабатывают неорганической кислотой или смесью неорганических кислот в 2-3 стадии с промежуточной промывкой и ультразвуковой оттиркой с последующей промывкой водой и сушкой.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что для щелочной обработки используют раствор каустической щелочи.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что для кислотной обработки используют 10-15%-ный раствор соляной кислоты.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что для кислотной обработки используют смесь неорганических кислот.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что разделение твердой и жидкой фаз после промывки и ультразвуковой оттирки осуществляют методом декантации до содержания влаги в осадке 18-25%.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области производства высокочистого аморфного диоксида кремния (ДК). .
Изобретение относится к стабилизированным гидроксонием наночастицам кремниевой кислоты, к составу, полученному из указанной разбавленной суспензии, к порошку, полученному из указанной дегидратированной суспензии, и к препарату или лекарственной форме, полученной из указанной суспензии, составу или порошку и их применению во всех типах применений в области пищевой промышленности, медицины, фармацевтики, косметики.
Изобретение относится к способам обогащения природного кварцевого сырья и может быть использовано для наплава прозрачного кварцевого стекла, применяемого в оптике, светотехнике, химической промышленности и др.
Изобретение относится к технологии переработки минерального сырья и может быть использовано для получения из аморфного диоксида кремния рисовой шелухи. .

Изобретение относится к технологии химической переработки минерального сырья, в частности к способам получения высокодисперсного диоксида кремния - аналога белой сажи, применяемого в качестве минерального наполнителя в отраслях промышленности, использующих высокодисперсные наполнители.

Изобретение относится к области технологии неорганических веществ, в частности к способам переработки отходящих газов, образующихся в процессе получения пирогенного диоксида кремния высокотемпературным гидролизом хлоридов кремния.
Изобретение относится к области химической технологии неорганических веществ. .

Изобретение относится к способам очистки отходящих газов от содержащегося в них силана SiH4. .

Изобретение относится к осажденной кремниевой кислоте и способу ее получения. .

Изобретение относится к области промышленной утилизации растительных отходов, преимущественно кремнийсодержащих. .

Изобретение может быть использовано для извлечения наночастиц диоксида кремния и углерода из шламов газоочистки электротеримического производства кремния флотацией. Способ включает термообработку техногенного отхода газоочистки электротермического производства кремния при температуре 400-600°С. Полученный термообработанный материал измельчают до крупности частиц не более 10-6 и осуществляют его репульпацию. Полученную суспензию аэрируют в режиме, обеспечивающем образование пузырьков воздуха, сопоставимых с размерами флотируемых частиц, при этом в процессе аэрации подают исходные пузырьки воздуха размером не более 50·10-6 м. Разделение пенного продукта, содержащего углеродные наночастицы, и камерного продукта, содержащего частицы диоксида кремния, ведут в ламинарном режиме истечения пенного продукта на сливе и поддерживают высоту слоя пены не менее 30·10-3 м. Изобретение позволяет выделять из шлама газоочистки электротермического производства кремния углеродные наночастицы и наночастицы диоксида кремния при снижении энергозатрат. 9 з.п. ф-лы, 8 ил., 1 табл., 1 пр.

Изобретение может быть использовано при получении композиционных материалов. Исходные углеродные наноматериалы, например нанотрубки, нанонити или нановолокна, обрабатывают в смеси азотной и соляной кислоты при температуре 50-100°С не менее 20 мин, промывают водой и сушат. Затем пропитывают спиртовым раствором олигоорганогидридсилоксана, например олигоэтилгидридсилоксана или олигометилгидридсилоксана, выпаривают, сушат на воздухе при температуре не более 200°С не менее 20 мин. После этого прокаливают в инертной среде при температуре 600-800°С не менее 20 мин. Полученные углеродные наноматериалы с нанесенным диоксидом кремния имеют высокую стойкость к окислению. 1 з.п. ф-лы, 4 ил., 6 пр.
Изобретение относится к химической промышленности, в частности к производству наполнителей для резиновых смесей при получении резин. Наполнитель резины включает базовый порошок диоксида кремния, углерода, примеси оксидов СаО, К2О, Na2O, MgO, Al2O3 и плакирующего покрытия каучука. Наполнитель имеет состав, мас.%: SiO2(26-98)+С(0,5-66) + примесь Fe2O3(0,2-0,3) + примеси оксидов СаО, К2О, Na2O, MgO, Al2O3 - остальное + сверх 100% каучук (1,2-7,8) и примесь S (0,05-0,23) (в составе SO2, SO3). Базовый порошок получают путем обжига рисовой лузги, он имеет удельную поверхность 150-290 м2/г; диоксид кремния в порошке имеет кристаллическую форму β-кристобалита с размерами кристаллов: диаметр 6-10, длина 100-400 нм; углерод находится в виде углеподобного вещества, угля или сажеподобного вещества в зависимости от температуры обжига. Каучук для плакирования получают осаждением из водно-кислотного экстракта каучуконосов ряда: одуванчик, кок-сагыз, крым-сагыз, тау-сагыз, василек. Наполнитель является природно-гомогенным, непылящим. Резины, полученные с использованием наполнителя, имеют повышенную прочность, пониженный модуль внутреннего трения, пониженные истираемость и температуровыделение при замесе резины. 3 з.п. ф-лы,4 табл.

Изобретение относится к способам извлечения кремнезема из термальных вод и может быть применено в химической, нефтеперерабатывающей промышленности, в геотермальной энергетике. Предложен способ осаждения кремнезема из термальных вод, включающий ввод осадителя - кремнеземсодержащего материала-сорбента (0,7-2,4 мас.%), добавляемого в гидротермальные воды при t=20-30°C с проведением сорбции 2-25 минут, образование осадка и отделение его от раствора. Технический результат - осаждение кремнезема из гидротермального раствора без расхода электроэнергии и электродного материала. Реализация заявляемого способа не требует доставки, хранения и использования коррозионно-активных реагентов. 1 ил., 4 пр.
Изобретение может быть использовано в химической промышленности. Для получения алюмокалиевых квасцов подготавливают сырье, в качестве которого используют остатки доманиковых образований, содержащие алюминий, кремнезем, органическое вещество и включающие редкие и редкоземельные элементы. Проводят выщелачивание кислоторастворимых компонентов сырья в автоклаве раствором серной кислоты до ее остаточной концентрации 45-75 г/л. Полученную суспензию разделяют на жидкую фазу, содержащую алюминий, калий, натрий, редкие металлы, и твердую фазу, содержащую кремнезем и органическое вещество. В горячую жидкую фазу добавляют сульфат калия, охлаждают полученный раствор и проводят кристаллизацию алюмокалиевых квасцов. Сульфат калия добавляют из расчета связывания в алюмокалиевые квасцы 80-90% свободного сульфата алюминия с удержанием в растворе редких и редкоземельных элементов. Изобретение позволяет повысить выход алюмокалиевых квасцов с одновременным комплексным извлечением редких и редкоземельных элементов и получением углерод-кремнеземистого продукта. 2 з.п. ф-лы, 2 пр.

Изобретение относится к химико-фармацевтической промышленности и представляет собой композицию средств по уходу за зубами, включающую частицы диоксида кремния в количестве от 5 до 50% от массы композиции, где частицы диоксида кремния имеют коэффициент маслоемкости до 100 см3/100 г, коэффициент сферичности (S80) выше 0,9 и величину абразивного износа по Брассу-Эйнленеру менее 8,0 мг потерь/100000 оборотов, где по меньшей мере 80% частиц диоксида кремния имеют форму от закругленной до округлой. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 6 пр., 13 ил., 10 табл.

Изобретение относится к способам получения сорбентов для очистки воды. Отходы производства риса в виде рисовой шелухи обрабатывают 1 н. раствором щелочи при 50-95°C в течение 30-90 мин. Затем отделяют щелочной экстракт и добавляют к нему концентрированную минеральную кислоту до значения pH 4,0-6,0. Выпавший осадок отделяют от раствора, промывают водой и высушивают при 90-105°C. Техническим результатом является повышение степени очистки питьевой воды за счет исключения вымывания из получаемого сорбента и попадания в очищаемую воду примесей. 1 з.п. ф-лы, 1 ил., 2 пр.

Изобретение касается очистки кварцевого сырья природных месторождений, используемого для производства особо чистого прозрачного кварцевого стекла, применяемого в производстве полупроводниковых материалов, электронике, светотехнике, средств волоконно-оптической связи. Способ включает измельчение кристаллического кварца, сушку, оптическую, магнитную, гравитационную и термооптическую сепарацию, проведение электроимпульсного измельчения исходного кварца 10-60 мм в деионизованной воде до крупности менее 3 мм с удалением из зоны дробления минеральных включений, измельченный продукт рассеивают на сите на узкие классы с коэффициентом разделения частиц 1,2-2, затем кварц сушат и подвергают оптической сепарации, в которой используют узкое рассеивание на классы в процессе работы оптического сепаратора, в котором в зависимости от крупности продукта подбирают параметры программы сепаратора исходя из условия, что частицы с близкими размерами одинаково ведут себя при свободном падении в потоке для получения целевой фракции 0,1-0,3 мм без видимых посторонних включений, при необходимости оптическую сепарацию повторяют несколько раз. Технический результат изобретения - обогащение концентрата природных месторождений кварца до фракции 0,1-0,3 мм из исходных кусков 10-60 мм с получением материала по содержанию основного вещества SiO2>90% и удалением минеральных включений в концентрате до 1-5 ед./кг, возможность использования в качестве исходного сырья жильного и молочно-белого кварца, отсутствие в процессе получения концентрата выбросов вредных веществ, потребности для их нейтрализации и улавливания. 6 з.п. ф-лы, 1 ил., 32 табл., 6 пр.

Изобретение относится к области наноструктурированных биосовместимых материалов. Способ получения биосовместимых нанопористых сферических частиц оксида кремния включает синтез в реакционной смеси тетраэтоксисилана (ТЭОС) с NH3, водой (H2O), спиртом (С2Н5ОН) и цетилтриметиламмоний бромидом (C16H33N(СН3)3Br - ЦТАБ) в мольном соотношении ТЭОС:NH3:H2O:С2Н5ОН:ЦТАБ, равном 1:19:370:230:0,2, при интенсивном перемешивании со скоростью 125-250 мин-1 при температуре 5-80°C в течение 2-3 ч с образованием в процессе гидролиза ТЭОС в спирто-водно-аммиачной среде мономеров ортокремниевой кислоты Si(OH)4, конденсацию мономеров с формированием первичных частиц размером 3-5 нм, их коагуляцию, после чего полученные частицы отжигают на воздухе при температуре 550°C в течение 15 часов для удаления органических веществ. По другому варианту нанопористые частицы оксида кремния получают синтезом с использованием цетилтриметиламмоний бромида C16H33N(СН3)3Br (ЦТАБ) концентрацией до 0,007 мол.·л-1 в качестве структурообразующего вещества, причем синтез проводится посредством гидролиза тетраэтоксисилана (Si(OC2H5)4 - ТЭОС) в ЦТАБ-этанол-водно-аммиачной среде при температуре 5-80°C в течение 2-3 ч при мольном соотношении ТЭОС:NH3:H2O:С2Н5ОН:ЦТАБ, равном 1:19:370:230:0,2, за счет чего в реакционной смеси формируются цилиндрические мицеллы, покрытые слоем SiO2, которые организуются в блоки, а затем для удаления органических веществ полученные материалы отжигают при 550°C для получения внутри сферических частиц нанопор. Технический результат - получение биосовместимых кремниевых нанопористых сферических частиц оксида кремния с контролируемым внешним диаметром в диапазоне 300-3000 нм, имеющих регулярную канальную внутреннюю структуру. Объем пор составляет 40-60% от общего объема частиц, удельная поверхность сферических частиц оксида кремния 500-800 м2·г-1. 2 н.п. ф-лы, 10 ил., 2 пр.

Изобретение описывает композицию и способ получения мезопористых кремнеземных материалов с хиральной структурой. Согласно способу полимеризуемый неорганический мономер взаимодействует в присутствии нанокристаллической целлюлозы (NCC) с образованием материала неорганического твердого вещества с нанокристаллитами целлюлозы, включенными в хиральную нематическую структуру. NCC может быть удалена, образуя стабильную пористую структуру, которая сохраняет хиральную структуру темплата NCC. Материал может быть получен в виде радужной свободно располагающейся пленки с высокой площадью поверхности. Полученные материалы можно использовать как облегченные усиленные материалы, диэлектрические материалы, перестраиваемые отражающие фильтры, адсорбенты, стационарные фазы для разделения хиральных или ахиральных веществ, носители для катализаторов, а также в качестве темплата для создания других пористых материалов, предпочтительно с хиральными нематическими структурами. Изобретение позволяет получить новый тип материалов, сочетающих мезопористость с дальним хиральным порядком, что обеспечивает фотонные свойства. 12 н. и 20 з.п. ф-лы, 21 ил., 5 пр.
© Патентный поиск, поиск патентов на изобретения - FindPatent.RU 2012-2024
Политика конфиденциальности 2013-09-10 2013-09-10T11:37:55
Наверх