Kieselgel ist ein in Industrie, Medizin, Lebensmittelindustrie und anderen Bereichen weit verbreitetes Material. Seine vielfältigen physikalischen und chemischen Eigenschaften machen es zu einem wichtigen Werkstoff in verschiedenen Anwendungen. Zu den wichtigsten Kieselgelarten gehören pyrogenes Kieselgel und gefälltes Kieselgel. Dieser Artikel untersucht die Unterschiede zwischen diesen beiden Kieselgelarten im Detail, einschließlich ihrer Herstellungsmethoden, physikalischen und chemischen Eigenschaften sowie ihrer Anwendungsgebiete.
1. Zubereitungsmethode
Pyrogenes Kieselgel
Pyrogenes Kieselgel wird durch das Gasphasenverfahren (auch Pyrolyse oder chemische Gasphasenabscheidung genannt) hergestellt. Die einzelnen Schritte sind wie folgt:
Rohstoffe: Die Siliziumquelle ist üblicherweise Siliziumtetrachlorid (SiCl4) oder Silan (SiH4).
Verfahren: In einer Umgebung mit hohen Temperaturen reagiert das Silizium-Quellgas mit Sauerstoff oder Ammoniak und erzeugt Siliziumdioxidpartikel, die dann abgekühlt und in einem Inertgas gesammelt werden.
Gefälltes Kieselgel
Gefälltes Kieselgel wird durch die Fällungsmethode (auch Nass- oder Flüssigphasenmethode genannt) hergestellt. Die einzelnen Schritte sind wie folgt:
Rohstoffe: Die Siliziumquelle ist üblicherweise eine Silikatlösung.
Verfahren: Durch Zugabe einer Säure oder Lauge werden die Silikat-Ionen in der Silikatlösung ausgefällt und es entsteht Kieselgel. Der Niederschlag wird gefiltert, gewaschen, getrocknet und kalziniert, um das Endprodukt zu erhalten.
2. Physikalische Eigenschaften
Pyrogene Kieselsäure
Spezifische Oberfläche: Pyrogene Kieselsäure hat eine extrem hohe spezifische Oberfläche, normalerweise zwischen 500 und 1000 m²/g oder sogar höher.
Porengrößenverteilung: Die Porengrößenverteilung ist eng und konzentriert sich hauptsächlich auf den Mikroporenbereich.
Partikelgröße: Die Partikelgröße ist klein, normalerweise Nanometer.
Partikelform: Kugelförmige oder nahezu kugelförmige Partikel.
Gefällte Kieselsäure
Spezifische Oberfläche: Die spezifische Oberfläche von gefällter Kieselsäure ist gering, üblicherweise zwischen 100-500 m²/g.
Porengrößenverteilung: Die Porengrößenverteilung ist breit und umfasst Mikroporen und Mesoporen.
Partikelgröße: Die Partikelgröße ist groß, normalerweise Mikrometer.
Partikelform: Unregelmäßige Form.
3. Chemische Eigenschaften
Pyrogene Kieselsäure
Reinheit: Aufgrund der hohen Temperatur und der Inertgasumgebung während des Herstellungsprozesses ist die Reinheit der pyrogenen Kieselsäure hoch und der Verunreinigungsgehalt extrem niedrig.
Chemische Stabilität: Es verfügt über eine ausgezeichnete chemische Stabilität und reagiert nicht leicht mit anderen Chemikalien.
Gefälltes Kieselgel
Reinheit: Die Reinheit von gefälltem Kieselgel ist relativ gering und kann Verunreinigungen enthalten, die während des Herstellungsprozesses entstanden sind.
Chemische Stabilität: Die chemische Stabilität ist gut, aber nicht so gut wie die von pyrogenem Kieselgel.
4. Anwendungsgebiete
Pyrogenes Kieselgel
Katalysatorträger: Aufgrund seiner hohen spezifischen Oberfläche und geringen Porengröße wird pyrogenes Kieselgel häufig als Katalysatorträger verwendet.
Adsorbent: Als Hochleistungsadsorbent in der Gas- und Flüssigkeitsreinigung.
Hochwertige Materialien: Werden zur Herstellung hochwertiger elektronischer und optischer Materialien verwendet.
Gefälltes Kieselgel
Trockenmittel: Aufgrund seiner guten Hygroskopizität wird gefälltes Kieselgel häufig als Trockenmittel verwendet.
Füllstoff: Wird als Füllstoff in Gummi und Kunststoffen verwendet, um die mechanischen Eigenschaften des Materials zu verbessern.
Lebensmittelzusatzstoffe: Werden in der Lebensmittelindustrie als Trennmittel und Rheologiekontrollmittel verwendet.
Abschluss
Es gibt signifikante Unterschiede zwischen pyrogenem und gefälltem Kieselgel hinsichtlich Herstellungsverfahren, physikalischen und chemischen Eigenschaften sowie Anwendungsgebieten. Pyrogenes Kieselgel nimmt dank seiner hohen spezifischen Oberfläche, seiner hervorragenden Reinheit und chemischen Stabilität eine wichtige Position in High-End-Anwendungen ein, während gefälltes Kieselgel aufgrund seiner Wirtschaftlichkeit und Vielseitigkeit in einem breiten Anwendungsspektrum eine Rolle spielt. Das Verständnis der Unterschiede zwischen diesen beiden Silikonarten kann Ihnen dabei helfen, das am besten geeignete Material für Ihre Anwendung auszuwählen und Ihre spezifischen Anforderungen zu erfüllen.
Veröffentlichungszeit: 07.12.2024