JPH0718847B2 - 液体クロマトグラフイ−用担体及びその製造方法 - Google Patents
液体クロマトグラフイ−用担体及びその製造方法Info
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- JPH0718847B2 JPH0718847B2 JP60206350A JP20635085A JPH0718847B2 JP H0718847 B2 JPH0718847 B2 JP H0718847B2 JP 60206350 A JP60206350 A JP 60206350A JP 20635085 A JP20635085 A JP 20635085A JP H0718847 B2 JPH0718847 B2 JP H0718847B2
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Description
【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は液体クロマトグラフィーのカラムに充填される
液体クロマトグラフィー用担体に関し、特に耐アルカリ
性にすぐれ機械的強度及び比表面積の大きい高速液体ク
ロマトグラフィーに適した担体及びその製造方法に関す
る。
液体クロマトグラフィー用担体に関し、特に耐アルカリ
性にすぐれ機械的強度及び比表面積の大きい高速液体ク
ロマトグラフィーに適した担体及びその製造方法に関す
る。
(従来の技術) 近年液体クロマトグラフィーは幅広い化合物の分離分析
に用いられ重要な分析手段の一つとなっており、この液
体クロマトグラフィーのカラム充填材として使用される
液体クロマトグラフィー用担体は、スチレン、ジビニル
ベンゼン系で代表されるような有機合成高分子化合物や
アガロースや澱粉に代表されるような天然高分子化合
物、更にシリカゲルやアルミナで代表されるような無機
化合物など種々の化合物が利用されている。特に無機化
合物を基材とした担体は有機合成高分子や天然化合物に
比して機械的強度に優れており、高圧下でしかも高流速
下で分離分析が遂行できるという利点を有している。中
でもシリカゲル担体は微小粒子化され、分析時間の短縮
や高分離能を有する担体として利用されているばかりで
なく、この表面に適当なシラン処理剤を適用して多種の
異なった官能基を導入することが出来るため幅広い試料
に適用しうる担体の合成に使用されている。しかしなが
らシリカゲルは特に水溶媒中の分析分離においてケイ酸
として溶解しアルカリ領域ではその現象は一層顕著であ
りこのためシリカゲルを基材とした場合は高速流下で高
い分離性能が得られるが分析条件はかなり制約され、ま
た、有機合成高分子に比較して担体の寿命が短いという
欠点を有している。一方、耐アルカリ性或は耐侵食性を
有する無機化合物、例えばチタン酸化物やジルコニウム
酸化物を基材としたクロマトグラフィー用担体は知られ
ているが(例えば特開昭58−73862号公報参照)これら
の化合より微小でかつ球状の粒子として細孔径をコント
ロールした担体を得ることは困難である。
に用いられ重要な分析手段の一つとなっており、この液
体クロマトグラフィーのカラム充填材として使用される
液体クロマトグラフィー用担体は、スチレン、ジビニル
ベンゼン系で代表されるような有機合成高分子化合物や
アガロースや澱粉に代表されるような天然高分子化合
物、更にシリカゲルやアルミナで代表されるような無機
化合物など種々の化合物が利用されている。特に無機化
合物を基材とした担体は有機合成高分子や天然化合物に
比して機械的強度に優れており、高圧下でしかも高流速
下で分離分析が遂行できるという利点を有している。中
でもシリカゲル担体は微小粒子化され、分析時間の短縮
や高分離能を有する担体として利用されているばかりで
なく、この表面に適当なシラン処理剤を適用して多種の
異なった官能基を導入することが出来るため幅広い試料
に適用しうる担体の合成に使用されている。しかしなが
らシリカゲルは特に水溶媒中の分析分離においてケイ酸
として溶解しアルカリ領域ではその現象は一層顕著であ
りこのためシリカゲルを基材とした場合は高速流下で高
い分離性能が得られるが分析条件はかなり制約され、ま
た、有機合成高分子に比較して担体の寿命が短いという
欠点を有している。一方、耐アルカリ性或は耐侵食性を
有する無機化合物、例えばチタン酸化物やジルコニウム
酸化物を基材としたクロマトグラフィー用担体は知られ
ているが(例えば特開昭58−73862号公報参照)これら
の化合より微小でかつ球状の粒子として細孔径をコント
ロールした担体を得ることは困難である。
(発明が解決しようとする問題点) 本発明は上述のような従来の担体が有する欠点を改良し
容易に造粒できる耐アルカリ性を有する微小球状の液体
クロマトグラフィー用担体を提供するものである。
容易に造粒できる耐アルカリ性を有する微小球状の液体
クロマトグラフィー用担体を提供するものである。
(問題点を解決するための手段) 本発明は微小球形に造粒、成形した多孔質シリカ粒子の
基本骨格が二酸化ケイ素と二酸化チタンのみからなる液
体クロマトグラフィー用担体である。すなわち、本発明
は、微小球形に造粒、成形した多孔質シリカ粒子の骨格
の構成単位である二酸化ケイ素(SiO2)の1部が二酸化
チタン(TiO2)で置換された液体クロマトグラフィー用
担体であり、その粒子径において1〜500μ、好ましく
は2〜100μの範囲であり、1μ以下及び500μ以上では
実用的でなく好ましくない。又、細孔径は10〜1000Åの
範囲であり、好ましくは30〜500Åの範囲であり30Å以
下では、分離対象化合物が細孔内に十分浸透できず液体
クロマトグラフィー用担体としては不適であり、1000Å
以上では、強度の低下が著しい。表面積は10〜600m2/g
の範囲であり、好ましくは50〜500m2/gであり、10m2/g
以下では、例えばシランカップリング剤を用いて担体の
外部表面に新しい機能を付与する場合、導入量が少なく
不利であり、又600m2/g以上では、例えばシランカップ
リング剤との反応後も未反応のシラノール基(SiOH)が
残存し不適当である。
基本骨格が二酸化ケイ素と二酸化チタンのみからなる液
体クロマトグラフィー用担体である。すなわち、本発明
は、微小球形に造粒、成形した多孔質シリカ粒子の骨格
の構成単位である二酸化ケイ素(SiO2)の1部が二酸化
チタン(TiO2)で置換された液体クロマトグラフィー用
担体であり、その粒子径において1〜500μ、好ましく
は2〜100μの範囲であり、1μ以下及び500μ以上では
実用的でなく好ましくない。又、細孔径は10〜1000Åの
範囲であり、好ましくは30〜500Åの範囲であり30Å以
下では、分離対象化合物が細孔内に十分浸透できず液体
クロマトグラフィー用担体としては不適であり、1000Å
以上では、強度の低下が著しい。表面積は10〜600m2/g
の範囲であり、好ましくは50〜500m2/gであり、10m2/g
以下では、例えばシランカップリング剤を用いて担体の
外部表面に新しい機能を付与する場合、導入量が少なく
不利であり、又600m2/g以上では、例えばシランカップ
リング剤との反応後も未反応のシラノール基(SiOH)が
残存し不適当である。
多孔質シリカ粒子にチタンを導入する方法としては、シ
リカゲル表面にTiO2を被覆する方法及び、シリカゲルの
基材内部の1部すなわち構成単位であるSiO2の1部をTi
O2で置き換える方法の二者が考えられる。前者はシリカ
ゲルの表面のみを被覆することによって比較的簡単に導
入できるが一度表面の一部が侵食されるとその部分から
急速にシリカは侵食され強度のみならず性能が低下し、
他方、後者はシリカの表面だけでなく内部の構成単位Si
O2がTiO2で置き換えられているため前者よりも化学的耐
久性が良く、本発明においては後者が好ましい。そし
て、これらは造粒前の原料としてケイ素化合物にチタン
の異原子を混入させた複合系を用いることにより得られ
るが、その詳細について次に説明する。
リカゲル表面にTiO2を被覆する方法及び、シリカゲルの
基材内部の1部すなわち構成単位であるSiO2の1部をTi
O2で置き換える方法の二者が考えられる。前者はシリカ
ゲルの表面のみを被覆することによって比較的簡単に導
入できるが一度表面の一部が侵食されるとその部分から
急速にシリカは侵食され強度のみならず性能が低下し、
他方、後者はシリカの表面だけでなく内部の構成単位Si
O2がTiO2で置き換えられているため前者よりも化学的耐
久性が良く、本発明においては後者が好ましい。そし
て、これらは造粒前の原料としてケイ素化合物にチタン
の異原子を混入させた複合系を用いることにより得られ
るが、その詳細について次に説明する。
すなわち、本発明の製造方法は一般式Si(OR1)4(但
しR1はエチル、プロピル、ブチル、ペンチルを表わす)
を有するテトラアルコキシシランと一般式Ti(OR2)4
を有するテトラアルコキシチタネート(但しR2はプロピ
ル又はブチルを表わす)とを混和したのち加水分解を行
い得られた部分的に加水分解されたアルコキシ金属化合
物を微小球形の粒子に成形することを特徴とする二酸化
ケイ素と二酸化チタンのみからなる液体クロマトグラフ
ィー用担体の製造方法である。本発明の方法においてテ
トラアルコキシシランとテトラアルキルチタネートとは
任意の割合で均一に混合するが、二酸化ケイ素を基本骨
格とし耐アルカリ性を十分に付与できるだけのチタンの
量を与えればよく通常テトラアルコキシシラン100重量
部当りテトラアルコキシチタネート1〜50部で混合すれ
ばよい。
しR1はエチル、プロピル、ブチル、ペンチルを表わす)
を有するテトラアルコキシシランと一般式Ti(OR2)4
を有するテトラアルコキシチタネート(但しR2はプロピ
ル又はブチルを表わす)とを混和したのち加水分解を行
い得られた部分的に加水分解されたアルコキシ金属化合
物を微小球形の粒子に成形することを特徴とする二酸化
ケイ素と二酸化チタンのみからなる液体クロマトグラフ
ィー用担体の製造方法である。本発明の方法においてテ
トラアルコキシシランとテトラアルキルチタネートとは
任意の割合で均一に混合するが、二酸化ケイ素を基本骨
格とし耐アルカリ性を十分に付与できるだけのチタンの
量を与えればよく通常テトラアルコキシシラン100重量
部当りテトラアルコキシチタネート1〜50部で混合すれ
ばよい。
アルコキシ金属化合物は水分の存在によって加水分解さ
れ、ポリアルコキシシラン或はポリアルコキシチタネー
トへと重縮合する。アルコキシ金属化合物の重合度は使
用するアルコキシ金属化合物と加水分解試薬の水分の量
により決定される。アルコキシ金属化合物に対し過剰の
水分は加水分解度を著しく促進し最終的には固形物を与
え、また、微量の水分では十分な加水分解反応が進行せ
ず未反応単量体が残存し、何れも球状に造粒成形するこ
とが困難となる。したがって、使用する水分はアルコキ
シ金属化合物1モルに対し0.1〜10.1モル、好ましくは
0.5〜5モルが適当である。
れ、ポリアルコキシシラン或はポリアルコキシチタネー
トへと重縮合する。アルコキシ金属化合物の重合度は使
用するアルコキシ金属化合物と加水分解試薬の水分の量
により決定される。アルコキシ金属化合物に対し過剰の
水分は加水分解度を著しく促進し最終的には固形物を与
え、また、微量の水分では十分な加水分解反応が進行せ
ず未反応単量体が残存し、何れも球状に造粒成形するこ
とが困難となる。したがって、使用する水分はアルコキ
シ金属化合物1モルに対し0.1〜10.1モル、好ましくは
0.5〜5モルが適当である。
加水分解反応は酸性あるいは塩基性の化合物によって促
進される。これに使用される化合物は塩酸、硝酸、硫酸
等の無機酸の希薄水溶液や蟻酸、酢酸等の有機酸、更に
は水酸化カリウム、水酸化ナトリウム等の無機物の希薄
水溶液やアンモニアや、トリメチルアミン或はエタノー
ルアミン等の有機物が挙げられる。
進される。これに使用される化合物は塩酸、硝酸、硫酸
等の無機酸の希薄水溶液や蟻酸、酢酸等の有機酸、更に
は水酸化カリウム、水酸化ナトリウム等の無機物の希薄
水溶液やアンモニアや、トリメチルアミン或はエタノー
ルアミン等の有機物が挙げられる。
加水分解反応はアルコキシ金属化合物と加水分解触媒を
適当な有機溶媒中に分散して行われる。例えばメチルア
ルコール、エチルアルコール、プロピルアルコール等の
アルコール類やベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香
族化合物が挙げられる。このような有機溶媒中で適当な
触媒により部分的に加水分解されたアルコキシ金属化合
物の重合物は比較的粘性のある液状物質となる。また必
要に応じ有機溶媒を留去することも出来る。このような
重合物は反応性に富んだ中間体であって、これを例えば
水−アルコール等の混合溶液中に分散しかつ適当な撹拌
を行うことによって、球状の粒子を得ることができる。
この際中間体に適当な有機溶媒、たとえばアルコール
類、芳香族化合物等を適量混合することにより粒子に形
成される細孔の径をコントロールすることができる。
適当な有機溶媒中に分散して行われる。例えばメチルア
ルコール、エチルアルコール、プロピルアルコール等の
アルコール類やベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香
族化合物が挙げられる。このような有機溶媒中で適当な
触媒により部分的に加水分解されたアルコキシ金属化合
物の重合物は比較的粘性のある液状物質となる。また必
要に応じ有機溶媒を留去することも出来る。このような
重合物は反応性に富んだ中間体であって、これを例えば
水−アルコール等の混合溶液中に分散しかつ適当な撹拌
を行うことによって、球状の粒子を得ることができる。
この際中間体に適当な有機溶媒、たとえばアルコール
類、芳香族化合物等を適量混合することにより粒子に形
成される細孔の径をコントロールすることができる。
水中または水−アルコール混合溶液中に分散された粒子
はなお反応性に富んだ中間体であり、適当な加水分解試
薬を加えることによりアルコキシ金属中間体を完全に加
水分解し固化することができる。使用される加水分解試
薬は、例えば塩酸、硝酸、硫酸等の無機酸の希薄水溶液
や蟻酸、酢酸等の有機酸、あるいは水酸化カリウムや水
酸化ナトリウム等の無機塩基の希薄水溶液やアンモニア
やトリメチルアミン、エタノールアミン等の有機物が挙
げられる。このようにして得られた粒子は適当な細孔粒
子を有しており、また必要に応じ固体生成物を100℃な
いし800℃で加熱することにより固体生成物の機械的強
度を付与することができる。
はなお反応性に富んだ中間体であり、適当な加水分解試
薬を加えることによりアルコキシ金属中間体を完全に加
水分解し固化することができる。使用される加水分解試
薬は、例えば塩酸、硝酸、硫酸等の無機酸の希薄水溶液
や蟻酸、酢酸等の有機酸、あるいは水酸化カリウムや水
酸化ナトリウム等の無機塩基の希薄水溶液やアンモニア
やトリメチルアミン、エタノールアミン等の有機物が挙
げられる。このようにして得られた粒子は適当な細孔粒
子を有しており、また必要に応じ固体生成物を100℃な
いし800℃で加熱することにより固体生成物の機械的強
度を付与することができる。
以下実施例を挙げて本発明の担体を説明するが、本実施
例に制限されるものではない。
例に制限されるものではない。
実施例1 テトラエトキシシラン150gとエタノール60gを混合し、
0.05N塩酸水溶液を20ml加え30℃で1時間撹拌した。30g
のテトラアルコキシチタネートを50mlのエタノールに分
散し1時間で混合溶液中に加えた。更に3時間撹拌した
のち、0.05Nの塩酸2mlを添加し4時間撹拌した。次いで
湯浴を90℃としエタノールを留去し、黄色の粘性溶液を
約80ml得た。この溶液にエタノール50mlを加え、50℃に
保った水300mlとエタノール300mlの混合溶液中に添加
し、500回転で撹拌した。
0.05N塩酸水溶液を20ml加え30℃で1時間撹拌した。30g
のテトラアルコキシチタネートを50mlのエタノールに分
散し1時間で混合溶液中に加えた。更に3時間撹拌した
のち、0.05Nの塩酸2mlを添加し4時間撹拌した。次いで
湯浴を90℃としエタノールを留去し、黄色の粘性溶液を
約80ml得た。この溶液にエタノール50mlを加え、50℃に
保った水300mlとエタノール300mlの混合溶液中に添加
し、500回転で撹拌した。
30分後、アンモニア5mlを加え、更に4時間撹拌した。
固形物を濾過し、エチルアルコール500mlで洗浄し次い
で水500ml、更にメタノール500mlで洗浄し、120℃で4
時間乾燥した。
固形物を濾過し、エチルアルコール500mlで洗浄し次い
で水500ml、更にメタノール500mlで洗浄し、120℃で4
時間乾燥した。
このようにして得られた球状粒子を、30−60μの粒子径
に選別したのち、内径7.5cm、長さ60cmのステンレスカ
ラムに乾式法により充填した。テトラヒドロフランを溶
離液とし、標準ポリスチレン(東洋曹達工業製)の溶出
時間をそれぞれのポリスチレンの分子量に対してプロッ
トした較正曲線を第1図に示した。このようにして得ら
れた粒子5gを0.1N水酸化ナトリウム水溶液100ml中に投
入し、40℃で48時間振とうしたのちの重量損失は0.05g
であった。また、得られた球状粒子の顕微鏡写真を第2
図に示した。
に選別したのち、内径7.5cm、長さ60cmのステンレスカ
ラムに乾式法により充填した。テトラヒドロフランを溶
離液とし、標準ポリスチレン(東洋曹達工業製)の溶出
時間をそれぞれのポリスチレンの分子量に対してプロッ
トした較正曲線を第1図に示した。このようにして得ら
れた粒子5gを0.1N水酸化ナトリウム水溶液100ml中に投
入し、40℃で48時間振とうしたのちの重量損失は0.05g
であった。また、得られた球状粒子の顕微鏡写真を第2
図に示した。
実施例2 テトラブトキシチタネート15gを用いること以外は実施
例1に準じた。得られた粒子5gを実施例1と同様に100m
lの1.0N水酸化ナトリウム溶液中に分散し、40℃で48時
間振とうした後の重量損失は0.1gであった。
例1に準じた。得られた粒子5gを実施例1と同様に100m
lの1.0N水酸化ナトリウム溶液中に分散し、40℃で48時
間振とうした後の重量損失は0.1gであった。
比較例1 テトラブトキシチタネートを用いない以外は実施例1に
準じ球形粒子を得た。このようにして得られた粒子5gを
1.0N水酸化ナトリウム水溶液100mlに投入し振とうした
ところ、ほぼ1日で粒子は溶解し、消失した。
準じ球形粒子を得た。このようにして得られた粒子5gを
1.0N水酸化ナトリウム水溶液100mlに投入し振とうした
ところ、ほぼ1日で粒子は溶解し、消失した。
比較例2 テトラブトキシチタネート20gをエタノール10mlに分散
し、0.05N塩酸1mlを加えた。溶液は瞬時に固化し淡黄色
の凝集物を与え球状造粒は不可能であった。
し、0.05N塩酸1mlを加えた。溶液は瞬時に固化し淡黄色
の凝集物を与え球状造粒は不可能であった。
(効 果) 以上述べたように、本発明は比較的造粒の簡単なシリカ
ゲルの原料を用い、チタンを添加することによりシリカ
ゲル中のケイ素の一部をチタンで置きかえることにより
耐アルカリ性が向上し、しかも容易に球状に造粒成形で
きる効果を奏するものである。
ゲルの原料を用い、チタンを添加することによりシリカ
ゲル中のケイ素の一部をチタンで置きかえることにより
耐アルカリ性が向上し、しかも容易に球状に造粒成形で
きる効果を奏するものである。
第1図は、実施例1で得られた粒子の較正曲線を示す。
又、第2図は本発明で得られた球状粒子の顕微鏡写真で
ある。
又、第2図は本発明で得られた球状粒子の顕微鏡写真で
ある。
Claims (2)
- 【請求項1】微小球形に造粒成形した多孔質シリカ粒子
の基本骨格が二酸化ケイ素と二酸化チタンのみからなる
液体クロマトグラフィー用担体。 - 【請求項2】テトラアルコキシシランとテトラアルコキ
シチタネートとを混和した後、加水分解を行い、得られ
た部分的に加水分解されたアルコキシ金属化合物を微小
球形の粒子に成形することを特徴とする二酸化ケイ素と
二酸化チタンのみからなる液体クロマトグラフィー担体
の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60206350A JPH0718847B2 (ja) | 1985-09-20 | 1985-09-20 | 液体クロマトグラフイ−用担体及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60206350A JPH0718847B2 (ja) | 1985-09-20 | 1985-09-20 | 液体クロマトグラフイ−用担体及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6267450A JPS6267450A (ja) | 1987-03-27 |
| JPH0718847B2 true JPH0718847B2 (ja) | 1995-03-06 |
Family
ID=16521852
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60206350A Expired - Fee Related JPH0718847B2 (ja) | 1985-09-20 | 1985-09-20 | 液体クロマトグラフイ−用担体及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0718847B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4855582B2 (ja) * | 2001-02-09 | 2012-01-18 | 日本碍子株式会社 | メソポーラスシリカ、メソポーラスシリカ複合体及びそれらの製造方法 |
| KR100956961B1 (ko) | 2007-11-30 | 2010-05-11 | (주)아모레퍼시픽 | 광색성 효과를 갖는 복합분체 및 이의 제조 방법 |
| CN116212836A (zh) * | 2023-03-02 | 2023-06-06 | 微纯生物科技(广州)有限公司 | 一种无机-无机杂化耐碱性复合微球及其制备方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5849646A (ja) * | 1981-09-17 | 1983-03-23 | Fuji Photo Film Co Ltd | 多孔質ガラスの耐アルカリ強化方法 |
| DE3677112D1 (de) * | 1985-08-12 | 1991-02-28 | Battelle Memorial Institute | Poroese filtrierungsglaskugeln und methode zu deren herstellung. |
-
1985
- 1985-09-20 JP JP60206350A patent/JPH0718847B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6267450A (ja) | 1987-03-27 |
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