一种利用双极膜电渗析制备药用辅料二氧化硅的方法技术

本发明专利技术公开一种利用双极膜电渗析制备药用辅料二氧化硅的方法，包括以下步骤：步骤一，制膜，具体包括以下步骤：A)，在金属片表面生长取向型ZIF纳米管，得到中间体；所述取向型ZIF纳米管中包括钴离子；B)，将所述中间体浸泡于高分子聚合物溶液中，得到取向型ZIF基阴离子交换膜，所述高分子聚合物溶液中的高分子聚合物含有苄氯基团或苄溴基团；步骤二，将所述取向型ZIF基阴离子交换膜设置于双极膜电渗析装置中，开始双极膜电渗析制备原硅酸多聚体；步骤三，加热所述步骤二制备的所述原硅酸多聚体，得到二氧化硅。本发明专利技术采用双极膜电渗析制备药用辅料二氧化硅，为制备药用辅料二氧化硅提供了一种新的制备工艺。

Method for preparing medical auxiliary silica by using bipolar membrane electrodialysis

The invention discloses a method for preparing dialysis medicinal materials silicon bipolar membrane electrical use, comprising the following steps: 1. The film was prepared specifically comprises the following steps: A), are intermediates in the metal sheet surface orientation growth of ZIF nanotubes; the orientation of type ZIF nano tube including cobalt ion; B). The intermediate polymer immersed in solution, to get the orientation of ZIF based anion exchange membrane, polymer, the polymer solution containing benzyl chloride groups or benzyl bromide group; step two, the orientation of ZIF based anion exchange membrane is arranged on the bipolar membrane electrodialysis device, bipolar membrane electric start dialysis preparation of silicate polymer; step three, heating the two steps of the preparation of silicate polymer, obtain silica. The invention uses the bipolar membrane electrodialysis to prepare the medical auxiliary silica, and provides a new preparation process for preparing the medical auxiliary silica.

【技术实现步骤摘要】
一种利用双极膜电渗析制备药用辅料二氧化硅的方法
本专利技术涉及离子交换膜
，具体涉及一种利用双极膜电渗析制备药用辅料二氧化硅的方法。
技术介绍
二氧化硅是目前用作药品制剂的一种新型辅料，在片剂制作过程中，二氧化硅可以极大地改善颗粒流动性，提高松密度，使制得的片剂硬度增加，崩解时限缩短，从而提高药物溶出速度。作为优良的助崩剂、赋形剂、粘合剂正在受到越来越多制剂药厂的青睐。二氧化硅传统的制备方法有以硅烷卤化物为原料的气相法；以硅酸钠和无机酸为原料的化学沉淀法；以及以硅酸酯等为原料的溶胶-凝胶法和微乳液法。在这些方法中，气相法原料昂贵，设备要求高，生产流程长，能耗大；化学沉淀法存在产品纯度低的问题；溶胶-凝胶法原料昂贵，制备时间长；而微乳液法成本高、有机物难以去除且易对环境造成污染。鉴于上述缺陷，本专利技术创作者经过长时间的研究和实践终于获得了本专利技术。
技术实现思路
为解决上述技术缺陷，本专利技术采用的技术方案在于，提供一种利用双极膜电渗析制备药用辅料二氧化硅的方法，包括以下步骤：步骤一，制膜，具体包括以下步骤：A)，在金属片表面生长取向型ZIF纳米管，得到中间体；所述取向型ZIF纳米管中包括钴离子；B)，将所述中间体浸泡于高分子聚合物溶液中，得到取向型ZIF基阴离子交换膜，所述高分子聚合物溶液中的高分子聚合物含有苄氯基团或苄溴基团；步骤二，将所述取向型ZIF基阴离子交换膜设置于双极膜电渗析装置中，开始双极膜电渗析制备原硅酸多聚体；步骤三，加热所述步骤二制备的所述原硅酸多聚体，得到二氧化硅。较佳的，所述步骤A)具体为：将所述金属片浸泡在第一反应液中，加热，在所述金属片表面生长出取向型碱式碳酸钴纳米线，取出，浸泡在第二反应液中，加热，将所述金属片表面的取向型碱式碳酸钴纳米线转化为取向型ZIF纳米管。较佳的，所述步骤A)中所述第一反应液包括可溶性钴盐、氟化铵和尿素；生长所述取向型碱式碳酸钴纳米线的过程中，所述第一反应液的加热温度为80℃～110℃，加热时间为9～13h。较佳的，所述步骤A)中所述第二反应液包括咪唑类有机配体与碱性物质，所述碱性物质为包含氨基的有机碱或氨水；将所述取向型碱式碳酸钴纳米线转化为所述取向型ZIF纳米管的过程中，所述第二反应液的加热温度为80℃～100℃，加热时间为100～200min。较佳的，所述双极膜电渗析装置包括至少一个腔室单元，所述腔室单元包括依次排列的料液室和酸室；所述步骤二的双极膜电渗析过程中，所述料液室通入第一碱金属硅酸盐溶液，所述酸室通入第二碱金属硅酸盐溶液，所述第一碱金属硅酸盐溶液浓度高于所述第二碱金属硅酸盐溶液。较佳的，所述料液室包括料液室入口以及料液室出口，所述料液室入口以及所述料液室出口与料液室储存罐相连通，所述第一碱金属硅酸盐溶液在所述料液室与所述料液室储存罐之间循环；所述酸室包括酸室入口以及酸室出口，所述酸室入口以及所述酸室出口与酸室储存罐相连通，所述第二碱金属硅酸盐溶液在所述酸室与所述酸室储存罐之间循环。较佳的，所述酸室入口处设置有过滤装置，用于截留所述酸室储存罐中的所述原硅酸多聚体，所述原硅酸多聚体在所述酸室储存罐中富集。较佳的，所述腔室单元还包括碱室，所述碱室与所述料液室、所述酸室依次排列，所述碱室包括碱室入口以及碱室出口，所述碱室入口以及所述碱室出口与碱室储存罐相连通，碱金属碱溶液在所述碱室与所述碱室储存罐之间循环。较佳的，所述第二碱金属硅酸盐溶液在所述酸室与所述酸室储存罐之间的循环速度为20-30L/h。较佳的，所述第一碱金属硅酸盐浓度不小于0.1mol/L，所述第二碱金属硅酸溶液浓度不小于0.01mol/L，所述碱金属碱溶液浓度不小于0.05mol/L。与现有技术比较本专利技术的有益效果在于：1，采用双极膜电渗析制备药用辅料二氧化硅，利用双极膜的水解离性能，在不引入其他离子的情况下提供H+离子，所述H+离子与硅酸盐溶液中的硅酸根结合生成原硅酸多聚体，焙烧得二氧化硅，双极膜电渗析制备过程为连续性操作，且所制备的药用辅料二氧化硅纯度较高，为制备药用辅料二氧化硅提供了一种新的制备工艺；2，双极膜电渗析膜堆中的阴离子交换膜为自制的取向型ZIF基阴离子交换膜，所制备的取向型ZIF基阴离子交换膜具有取向型ZIF纳米管，在所述取向型ZIF基阴离子交换膜中成一维线性取向排列，此种结构可以引导硅酸根离子沿一致方向传递，提高传递效率，进而提高所述二氧化硅的产率。附图说明为了更清楚地说明本专利技术各实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。图1为本专利技术制备的取向型ZIF-67纳米管的扫描电镜照片；图2为本专利技术实施例一具有一个腔室单元的双极膜电渗析的示意图；图3为本专利技术实施例二具有二个腔室单元的双极膜电渗析的示意图；图4为本专利技术实施例三具有一个腔室单元的双极膜电渗析的示意图。图中标号表示：1阴极室，1a阴极室入口，1b阴极室出口，2料液室，2a料液室入口，2b料液室出口，3酸室，3a酸室入口，3b酸室出口，4阳极室，4a阳极室入口，4b阳极室出口，5阴极板，6双极膜(BPM)，7取向型ZIF基阴离子交换膜(AEM)，8阳极板，9碱室，9a碱室入口，9b碱室出口，10阳离子交换膜(CEM)。具体实施方式以下结合附图，对本专利技术上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。本专利技术提供一种利用双极膜电渗析制备药用辅料二氧化硅的方法，包括以下步骤：步骤一，制膜，具体包括以下步骤：A)，在金属片表面生长取向型ZIF纳米管，得到中间体；所述取向型ZIF纳米管中的金属离子为钴离子；其中，所述中间体即为表面生长有取向型ZIF纳米管的金属片；B)，将所述中间体浸泡于高分子聚合物溶液中，得到取向型ZIF基阴离子交换膜，所述高分子聚合物溶液中的高分子聚合物含有苄氯基团或苄溴基团。步骤二，将所述取向型ZIF基阴离子交换膜设置于双极膜电渗析装置中，开始双极膜电渗析制备原硅酸多聚体；步骤三，加热所述步骤二制备的所述原硅酸多聚体，得到二氧化硅。按照本专利技术，需要先制备所述取向型ZIF基阴离子交换膜，具体制备过程如下：首先，在金属片表面生长取向型ZIF纳米管。具体步骤为：将金属片浸泡在第一反应液中，加热，在所述金属片表面生长出取向型碱式碳酸钴纳米线，取出，浸泡在第二反应液中，加热，将所述金属片表面的取向型碱式碳酸钴纳米线转化为取向型ZIF纳米管。其中，所述金属片为本领域技术人员熟知的金属片即可，并无特殊的限制，本专利技术中优选为钛片。所述金属片先进行预处理；所述预处理的方法优选为：将金属片浸泡在浓盐酸中至其软化，取出洗去表面浓盐酸后烘干。将所述预处理后的金属片浸泡于所述第一反应液中，加热，得到所述生长有取向型碱式碳酸钴纳米线的金属片；所述第一反应液包括可溶性钴盐、氟化铵与尿素；本专利技术中所述可溶性钴盐优选为硝酸钴；所述可溶性钴盐、氟化铵与尿素的摩尔比优选为(0.8～1.2)：(1.3～2.5)：(4.0～6.0)，更优选为(0.8～1.2)：(1.5～2.0)：(4.7～5.3)；所述第一反应液为上述原料的水溶液；所述第一反应液中可溶性钴盐的摩尔浓度优选为0.08～0.25mmol/ml，更优选为0.08～0.14mmol/ml；所述加热反应的温度优选为75～100℃；所述加热反应的时间优选本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用双极膜电渗析制备药用辅料二氧化硅的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一，制膜，具体包括以下步骤：A)，在金属片表面生长取向型ZIF纳米管，得到中间体；所述取向型ZIF纳米管中包括钴离子；B)，将所述中间体浸泡于高分子聚合物溶液中，得到取向型ZIF基阴离子交换膜，所述高分子聚合物溶液中的高分子聚合物含有苄氯基团或苄溴基团；步骤二，将所述取向型ZIF基阴离子交换膜设置于双极膜电渗析装置中，开始双极膜电渗析制备原硅酸多聚体；步骤三，加热所述步骤二制备的所述原硅酸多聚体，得到二氧化硅。

【技术特征摘要】
1.一种利用双极膜电渗析制备药用辅料二氧化硅的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一，制膜，具体包括以下步骤：A)，在金属片表面生长取向型ZIF纳米管，得到中间体；所述取向型ZIF纳米管中包括钴离子；B)，将所述中间体浸泡于高分子聚合物溶液中，得到取向型ZIF基阴离子交换膜，所述高分子聚合物溶液中的高分子聚合物含有苄氯基团或苄溴基团；步骤二，将所述取向型ZIF基阴离子交换膜设置于双极膜电渗析装置中，开始双极膜电渗析制备原硅酸多聚体；步骤三，加热所述步骤二制备的所述原硅酸多聚体，得到二氧化硅。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤A)具体为：将所述金属片浸泡在第一反应液中，加热，在所述金属片表面生长出取向型碱式碳酸钴纳米线，取出，浸泡在第二反应液中，加热，将所述金属片表面的取向型碱式碳酸钴纳米线转化为取向型ZIF纳米管。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤A)中所述第一反应液包括可溶性钴盐、氟化铵和尿素；生长所述取向型碱式碳酸钴纳米线的过程中，所述第一反应液的加热温度为80℃～110℃，加热时间为9～13h。4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤A)中所述第二反应液包括咪唑类有机配体与碱性物质，所述碱性物质为包含氨基的有机碱或氨水；将所述取向型碱式碳酸钴纳米线转化为所述取向型ZIF纳米管的过程中，所述第二反应液的加热温度为80℃～100℃，加热时间为100～200min。5.如权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，所述双...

【专利技术属性】
技术研发人员：伍斌，何晓文，崔洪珊，
申请(专利权)人：淮南联合大学，
类型：发明
国别省市：安徽,34