ХИМИЯ КРЕМНЕЗЕМА

Гидротермальная обработка

В этом разделе рассматриваются влажные кремнеземные гели, которые не подвергались высушиванию, а также высу­шенные гели, которые в дальнейшем были обработаны водой.

Строго говоря, любой процесс, в который вовлечены гель кремнезема и вода в любых формах (старение или нагревание), мог бы называться «гидротермальной» обработкой. Однако этот термин в основном означает то, что гель подвергается дей­ствию воды или водяного пара при температуре выше ЮО^С. Может также предусматриваться нагревание геля в потоке влаж­ного воздуха, но обычно имеется в виду автоклавная обработка, когда процесс проводят в воде или в водяном паре при тем­пературе выше 100°С и давлении, превышающем атмосферное.

В 1952 г. Рис [319] описал заметное различие в свойствах силикагеля, нагреваемого в парах воды вместо нагревания на воздухе или в вакууме. Спекание кремнезема протекает двумя различными путями в зависимости от того, присутствуют или же нет пары воды.

В водяных парах спекание или уменьшение поверхности, может происходить в результате перемещения аморфного крем­незема с поверхности более широких капилляров и заполнения более тонких капилляров или пор, что приводит к увеличению среднего размера пор. Водяной пар представляет собой один из основных факторов, ответственных за ухудшение качества катализаторов крекинга, в особенности при работе под давле­нием. В водяных парах наблюдается минимальное изменение объема пор; внешняя форма гранул силикагеля также сильно не меняется, но при этом имеет место огрубление структуры, сопровождаемое повышением размеров пор и понижением удель­ной поверхности. Следовательно, в присутствии паров воды кремнезем становится более подвижным и перемещается вдоль поверхности, заполняя поры наименьших размеров. Это приво­дит к дальнейшему расширению больших по размеру пор без какой-либо усадки скелета силикагеля. При сравнении силика - гелевых катализаторов, модифицированных оксидом алюминия или оксидом магния, оказывается, что силикагели с добавкой оксида магния устойчивее по отношению к спеканию при воз­действии паров воды и, таким образом, находят большее приме­нение в последние годы.

Спекание другого рода происходит при воздействии высокой температуры в воздушной атмосфере или в вакууме; этот воп­рос рассматривается ниже. В результате такого процесса струк­тура силикагеля становится совершенно иной по сравнению со структурой, получающейся при спекании в присутствии па­ров воды. В вакуумных условиях силикагель подвергается усадке, поэтому поверхность кремнезема понижается, хотя при этом размер пор остается без изменений.

Вейл [320] следующим образом представил первый тип спекания в присутствии паров воды:

«При той температуре, когда твердое вещество становится подвижным, система понижает свою поверхностную энергию за счет уменьшения общей площади поверхности. Неровности каждого отдельного зерна, которые вы­даются в пространство пор, уносятся, так что каждое зерно становится более округлым. Удаляемое вещество используется для заполнения присутствующих зазоров. Следовательно, рассматриваемый процесс ведет к уменьшению удельной поверхности и сглаживает как индивидуальные частицы, так и лоры в них».

Отмечается, что такой процесс может повышать механиче­скую прочность из-за увеличения массы в областях контакта между составными частями материала, но нет никаких очевид­ных доводов, почему данный процесс должен вызывать усадку массы вещества. Согласно представленной схеме, как только начинают заполняться капилляры, заполнение ускоряется по мере того, как диаметр пор уменьшается, а другие капилляры больших размеров соответственно растут.

Механизм перестройки структуры силикагеля в том случае, когда силикагель нагревается в воде в автоклаве, был обобщен Киселевым и др. [321] по следующим направлениям.

Растворимость мелких частиц (глобул), образующих скелет силикагеля, выше растворимости больших по размеру частиц. Таким образом, кремнезем, полученный при растворении малых частиц, осаждается вначале около мест контактов частиц, там где имеется отрицательный радиус кривизны. Ниже 200°С такой процесс оказывается основным наряду с осаждением кремне­зема на поверхностях больших по размеру частиц. При этом наблюдается только умеренное уменьшение удельной поверх­ности кремнезема. При 200—300°С, когда кремнезем более ра­створим, указанная реакция протекает уже гораздо быстрее и может происходить десятикратное увеличение размеров частиц с соответствующим понижением удельной поверхности, но Тем не менее структура скелета кремнезема остается корпускуляр­ной. Сетка становится грубее, а составляющие скелет частицы возрастают в диаметре по мере того, как исчезают более тон­кие ответвления в исходной кремнеземной сетке. При более высокой температуре, предположительно выше критической, наблюдается уже неравномерный рост частиц и начинают воз­никать большие участки непористой массы внутри огрублен­ного в сильной степени скелета кремнезема.

ХИМИЯ КРЕМНЕЗЕМА

Реакционноспособный кремнезем

Высокие значения удельной поверхности и скорости раство­рения аморфного кремнезема позволяют проводить необходимые реакции при значительно более низких температурах, чем это требуется для измельченного в порошок кристаллического крем­незема. Повышенная химическая реакционная …

Гидрофильные покрытия на кремнеземе

Для некоторых применений желательно, чтобы поверхность кремнезема или стекла смачивалась водой. Но в то же время должны отсутствовать различные характерные ионные, гидро­фобные или водородные связи, которые возникают при адсорб­ции органических …

Наиболее ранние биологические формы

Несомненно, что наиболее древними ископаемыми остатками живых организмов являются сине-зеленые водоросли, обнару­женные в виде включений в шерте (микрокристаллическом кремнеземе), открытые Баргхорном и Тайлером [12] и в дальней­шем изученные многими исследователями …

Как с нами связаться:

Украина:
г.Александрия
тел./факс +38 05235  77193 Бухгалтерия
+38 050 512 11 94 — гл. инженер-менеджер (продажи всего оборудования)

+38 050 457 13 30 — Рашид - продажи новинок
e-mail: msd@inbox.ru
msd@msd.com.ua
Схема проезда к производственному офису:
Схема проезда к МСД

Оперативная связь

Укажите свой телефон или адрес эл. почты — наш менеджер перезвонит Вам в удобное для Вас время.