[发明专利]粒状功能化二氧化硅、其制备方法及用途

说明书

本发明涉及粒状功能化二氧化硅、其制备方法及其用途。

在许多应用领域，例如在农作物保护制品领域、在为活性药物成分的情况下、在制备动物饲料和动物饲料添加剂时或者在食品业，使用载体材料将例如液体或树脂状活性成分转变成自由流动和贮藏稳定的形式。例如WO 2011/117100中所述。

对载体材料的明显需求是其足够高的吸收性能，从而需要使用的载体材料尽可能地少。因此一系列公开，例如DE 102006002765，涉及强化被吸收在载体材料上的材料的含量的工艺。然而，这些工艺非常复杂，并且它们迄今未被以工业规模建立。

对载体材料的另一需求是被吸收的物质具有良好的自由流动性并且因此加工性能良好。此外，在运输、分散和制备被吸收的物质的过程中二氧化硅应具有最小量的粉尘。为了改善自由流动性，EP 0984772 A1和EP 0966207 A1，例如，因此提出使用接近球状并且平均粒径大于150μm的微粒二氧化硅作为载体材料。以这种方式获得的被吸收的物质的确改善了自由流动性，但是该二氧化硅的加工性能不是最佳的。

在固定床催化领域，对载体或载体材料还有其它需求。例如，必需保证固定床反应器中的反应使得反应室中的压降最小化，其中反应物流过反应室，反应室填充负载有催化剂的载体材料的。在其中负载有催化剂的载体材料悬浮在反应介质中的反应的情况下，在反应结束时载体材料必需容易再次除去。最后，流化床反应器中的反应要求被负载的载体材料能够在其中有效地流化。因此显然地，不同的反应器类型对被负载的载体的需求有很大不同并因此也对载体材料的需求也不同。为了满足这些需求，WO2011/117100记载了这样的粒状二氧化硅：Hg孔体积(<4μm)大于0.90ml/g、d_Q3＝10％大于400μm，同时d_Q3＝90％小于3000μm并且未经超声暴露的d₅₀与经过3分钟超声暴露的d₅₀之比<4.00，该测定是对400-500μm的颗粒部分进行的。然而，这些二氧化硅的缺点是一些催化活性成分，例如酶或生物催化剂，仅仅不充分地粘附在二氧化硅表面并且很快再次解吸。

EP 1357156 A2公开了硅烷改性的氧化或硅酸盐填料，其中小于75μm的珠粒小于15重量％并且中值粒径为130-500μm。

而且，US 20060084746公开了选自如下的疏水无机氧化物：无定型沉淀二氧化硅、氧化铝和这些无机氧化物的混合物，其中羟基含量是2-15OH/nm²、碳含量0.1-6重量％、甲醇可润湿性15-45％和M1标准白面积小于0.4％。

本发明的目的是提供解吸特性得到改善的二氧化硅，例如酶。

本发明提供了一种粒状功能化二氧化硅，其特征在于：

-Hg孔体积(<4μm)大于0.80ml/g，优选大于0.85ml/g，更优选大于0.90ml/g，甚至更优选大于0.95ml/g，尤其优选大于1.00ml/g，

-d_Q3＝10％大于400μm，

-d_Q3＝90％小于3000μm，

-未经超声暴露的d₅₀与经过3分钟超声暴露的d₅₀之比小于4.00，优选小于3.00，更优选小于2.60，甚至更优选小于2.10，尤其优选小于1.60，该测定是对400-500μm的颗粒部分进行的，和

-碳含量是1.0-15.0重量％，优选2.0-14.0重量％，更优选3.0-12.0重量％。

本发明的粒状功能化二氧化硅可以具有5.0-11.0的pH。

足够高的孔隙率保证了本发明的粒状功能化二氧化硅有足够的在中间孔和/或大孔范围内的孔体积，并因此酶对反应物具有良好的可达性，同时，制备本发明的配制物需要最小量的载体材料。

更优选的本发明的粒状功能化二氧化硅的Hg孔体积(<4μm)为0.81-1.50ml/g，更优选0.81ml/g-1.40ml/g，最优选0.81ml/g-1.30ml/g。