Żel krzemionkowy jest materiałem szeroko stosowanym w przemyśle, medycynie, żywności i innych dziedzinach. Jego zróżnicowane właściwości fizyczne i chemiczne sprawiają, że odgrywa on ważną rolę w różnych zastosowaniach. Główne rodzaje żelu krzemionkowego obejmują żel krzemionkowy pirogeniczny i żel krzemionkowy strącany. W tym artykule szczegółowo omówiono różnice między tymi dwoma rodzajami żelu krzemionkowego, w tym metody ich przygotowania, właściwości fizyczne, właściwości chemiczne i obszary zastosowań.
1. Metoda przygotowania
Żel krzemionkowy pirogeniczny
Fumed silikagel jest przygotowywany metodą fazy gazowej (znaną również jako piroliza lub chemiczne osadzanie z fazy gazowej). Konkretne kroki są następujące:
Surowce: Źródłem krzemu jest zazwyczaj czterochlorek krzemu (SiCl4) lub silan (SiH4).
Proces: W środowisku o wysokiej temperaturze gaz źródłowy krzemu reaguje z tlenem lub amoniakiem, tworząc cząsteczki krzemionki, które są następnie chłodzone i zbierane w gazie obojętnym.
Wytrącony żel krzemionkowy
Wytrącony żel krzemionkowy jest przygotowywany metodą wytrącania (znaną również jako metoda mokra lub metoda fazy ciekłej). Konkretne kroki są następujące:
Surowce: Źródłem krzemu jest zazwyczaj roztwór krzemianu.
Proces: Poprzez dodanie roztworu kwasu lub zasady jony krzemianowe w roztworze krzemianowym ulegają reakcji wytrącania, tworząc żel krzemionkowy. Osad jest filtrowany, myty, suszony i kalcynowany w celu uzyskania produktu końcowego.
2. Właściwości fizyczne
Krzemionka pirogeniczna
Powierzchnia właściwa: Krzemionka pirogeniczna ma wyjątkowo dużą powierzchnię właściwą, zwykle wynoszącą 500–1000 m²/g, a nawet więcej.
Dystrybucja wielkości porów: Dystrybucja wielkości porów jest wąska, skoncentrowana głównie w zakresie mikroporów.
Wielkość cząstek: Rozmiar cząstek jest niewielki, zwykle wynosi nanometry.
Kształt cząstek: Cząsteczki kuliste lub zbliżone do kulistych.
Wytrącona krzemionka
Powierzchnia właściwa: Powierzchnia właściwa krzemionki strącanej jest niewielka, zwykle wynosi 100-500 m²/g.
Dystrybucja wielkości porów: Dystrybucja wielkości porów jest szeroka i obejmuje mikropory i mezopory.
Wielkość cząstek: Wielkość cząstek jest duża, zwykle wynosi mikrometry.
Kształt cząstek: Kształt nieregularny.
3. Właściwości chemiczne
Krzemionka pirogeniczna
Czystość: Ze względu na wysoką temperaturę i środowisko gazu obojętnego podczas procesu przygotowania, czystość krzemionki pirogenicznej jest wysoka, a zawartość zanieczyszczeń jest wyjątkowo niska.
Stabilność chemiczna: Posiada doskonałą stabilność chemiczną i nie wchodzi łatwo w reakcje z innymi substancjami chemicznymi.
Wytrącony żel krzemionkowy
Czystość: Czystość wytrąconego żelu krzemionkowego jest stosunkowo niska i może zawierać zanieczyszczenia wprowadzone w procesie przygotowania.
Stabilność chemiczna: Stabilność chemiczna jest dobra, jednak nie tak dobra jak w przypadku żelu krzemionkowego.
4. Obszary zastosowań
Żel krzemionkowy pirogeniczny
Nośnik katalizatora: Ze względu na dużą powierzchnię właściwą i mały rozmiar porów, żel krzemionkowy pirogeniczny jest powszechnie stosowany jako nośnik katalizatora.
Adsorbent: Jako wysoko wydajny adsorbent w oczyszczaniu gazów i cieczy.
Materiały wysokiej klasy: Stosowane do przygotowywania wysokiej klasy materiałów elektronicznych i optycznych.
Wytrącony żel krzemionkowy
Środek pochłaniający wilgoć: Ze względu na dobrą higroskopijność, jako środek pochłaniający wilgoć często stosuje się strącany żel krzemionkowy.
Wypełniacz: Stosowany jako wypełniacz w gumie i tworzywach sztucznych w celu poprawy właściwości mechanicznych materiału.
Dodatki do żywności: stosowane jako środek przeciwzbrylający i środek kontrolujący reologię w przemyśle spożywczym.
Wniosek
Istnieją znaczące różnice między żelem krzemionkowym fumed a żelem krzemionkowym strącanym pod względem metod przygotowania, właściwości fizycznych, właściwości chemicznych i obszarów zastosowań. Żel krzemionkowy fumed zajmuje ważne miejsce w zastosowaniach high-end ze względu na wysoką powierzchnię właściwą, doskonałą czystość i stabilność chemiczną, podczas gdy żel krzemionkowy strącany odgrywa rolę w szerokim zakresie zastosowań ze względu na swoją opłacalność i wszechstronność. Zrozumienie różnic między tymi dwoma rodzajami silikonu może pomóc w wyborze najbardziej odpowiedniego materiału do zastosowania w celu spełnienia określonych potrzeb.
Czas publikacji: 07-12-2024