[发明专利]基于热解制备的二氧化硅的颗粒、其制备方法及其应用

说明书

本发明涉及基于热解制备的二氧化硅的颗粒、其制备方法及其作为催化剂载体的应用。

通过高温或火焰加水分解从SiCl₄制备热解硅石或二氧化硅的方法为已知技术(Ullmanns Enzyklopdie der technischen Chemie，4th Edition，Volume 21，page 464(1982))。

热解二氧化硅以颗粒极细、比表面大(BET)、纯度很高、呈球形颗粒状及不存在孔隙而出名。由于这些特性，热解制备的二氧化硅作为催化剂载体已吸引人们越来越多的注意(Dr.Koth et al.，Chem.Ing.Techn.52，628(1980))。进行这种应用时，热解制备的二氧化硅通过机械装置，如造粒机成形。

为了获得生产烧结陶瓷材料的起始材料，也通过喷雾干燥法将热解制备的二氧化硅成形为喷制颗粒的方法也是已知技术(DE-A-3611449)。

还已知通过喷雾干燥法可将电弧热解制备的二氧化硅成形为喷制颗粒，该颗粒可用做吸附介质或催化剂载体(DE-A 1209108)。

将热解制备的二氧化硅经过一胶凝过程随后由喷雾干燥成形为颗粒的方法也为已知技术。这些颗粒在涂敷上氧化铬后用于乙烯的聚合(EP-A0050902，US-A4,386,016)。

另外，使用沉积的二氧化硅作为催化剂载体用于烯烃的催化聚合为已知技术(WO91/09881)。

已知的热解制备的二氧化硅喷制颗粒有其不足，它们并不是作为催化剂载体的最佳选择，例如在聚乙烯生产中。

因此，本发明的目的在于从热解制备的二氧化硅中研制能作聚乙烯生产中的催化剂载体的喷制颗粒。

本发明提供基干热解制备的二氧化硅的颗粒，该颗粒具有以下物化性能：平均粒径：    10至120微米BET表面积：   40至400平方米/克孔隙体积：    0.5至2.5毫升/克孔径分布：    占总孔隙体积不到5％的孔隙的孔径小于5纳米，其

          余为中孔隙和大孔隙pH值：        3.6至8.5振实密度：    220至700克/升。

本发明的颗粒状物质可以如下制备：将热解制得的二氧化硅分散在水中，将其喷雾干燥并在150-1100℃的温度下加热所得的颗粒1至8小时。

本发明还提供基于热解制备的二氧化硅并具有以下物化性能的颗粒：平均粒径：    10至120微米BET表面积：   40至400平方米/克孔隙体积：    0.5至2.5毫升/克孔径分布：    占总孔隙体积不到5％的孔隙的孔径小于5纳米，其

          余为中孔隙和大孔隙pH值：        3.6至8.5振实密度：    220至700克/升。

根据本发明的颗粒物质可以如下制备：将热解制备的二氧化硅分散在水中，将其喷雾干燥并硅烷化所得颗粒。卤化硅烷、烷氧硅烷、硅氮烷和/或硅氧烷可用于硅烷化过程。

以下物质尤其适用于作卤化硅烷：X₃Si(C_nH_2n+1)型的卤化有机硅烷，X＝Cl，Br；n＝1至20X₂(R′)Si(C_nH_2n+1)型的卤化有机硅烷，X＝Cl，Br；R′＝烷基；n＝1至20X(R′)₂Si(C_nH_2n+1)型的卤化有机硅烷，X＝Cl，Br；R′＝烷基；n＝1至20X₃Si(CH₂)_m-R′型的卤化有机硅烷，X＝Cl，Br；m＝0.1至20R′＝烷基、芳基(如-C₆H₅)、

 -C₄F₉，-OCF₂-CHF-CF₃，-C₆F₁₃，-O-CF₂-CHF₂

 -NH₂，-N₃，-SCN，-CH＝CH₂，

 -OOC(CH₃)C＝CH₂

 -OCH₂-CH(O)CH₂