ХИМИЯ КРЕМНЕЗЕМА

Ионный обмен

Работа Берда [4], в которой натрий удаляется из силиката натрия ионным обменом с последующим концентрированием золя выпариванием при атмосферном давлении, ставшая пионер­ской в этой области, привела к получению стабилизированных золей кремнезема, содержащих приблизительно 20 % SiC>2. В дальнейшем [6] удалось осуществить контроль размера фор­мируемых частиц. Другие усовершенствования, введенные Алек - сандером [9] и Эткинсом [10] в отношении величин допусти­мой концентрации соли и оптимального содержания щелочи, дали возможность получить целый ряд концентрированных зо­лей кремнезема, охватывающий широкую область размеров частиц. В указанных работах золи кремнезема приготовляли пропусканием относительно разбавленного раствора силиката натрия через слой ионообменной смолы. Получали достаточно очищенный от натрия кислый золь кремнезема, который затем стабилизировали, и выращивали частицы до желаемого размера. Второй способ, разработанный Уолтером и Айлером [93], за­ключался в том, что ионообменную смолу в водородной форме и силикат натрия добавляли к слабощелочной водной среде при

3* рН около 9 и повышенной температуре. При этих условиях, обеспечивающих отсутствие агрегации, частицы кремнезема ро­сли непрерывно и непосредственно получались сравнительно концентрированные золи с содержанием' 10—15% кремнезема. Миндик и Ревен [94] получили патент на еще один способ при­готовления относительно концентрированного 12 %-ного кислого золя поликремневой кислоты. По этому способу охлажденный раствор силиката натрия пропускали через ионит; следова­тельно, концентрированный золь формировался при йониженной температуре, что позволило избежать гелеобразования.

Было предложено множество вариантов получения золя ионо­обменным способом. Дирнбергер [95] показал, что более кон­центрированные золи можно приготовить пропусканием раствора силиката натрия снизу вверх через слой суспензии ионообмен­ной смолы; тем самым удается избежать гелеобразования. Дру­гие варианты ионообменного способа представлены в ряде па­тентов [96].

Согласно Миндику и Ревену [65], оставшиеся следы электро­литов можно удалять из золя кремнезема, полученного каким - либо из стандартных способов, нагревая золь и повторно про­пуская его через ионообменную смолу в водородной форме с целью извлечения щелочи, высвобождаемой из частиц.

Использование катионита в ЫН^'-форме дает возможность удалять натрий из раствора силиката натрия без понижения рН в какой-либо части раствора для предотвращений агрегации частиц. Уолтер обнаружил, что при отношении Si02: Na20 3,25: 1 раствор силиката натрия, содержащий вплоть до 6 % Si02, не превращался в гель при пропускании его через колонну

Со смолой в NH^-фор ме. Дополнительные количества силиката натрия можно прибавлять к вытекающему щелочному потоку, а затем образующийся раствор вновь обрабатывать тем же катионитом [97].

Для получения золей с очень небольшим размером частиц Шеннон [98] добавлял силикат натрия к кислой суспензии, при­готовленной из ионообменной смолы, до тех пор, пока концент­рация кремнезема не достигала 8%. Затем извлеченный золь подщелачивался прибавлением NaOH и NH3 для того, чтобы на частицах Si02 оказались 1 % Na и 3 % NH3.

При приготовлении кремневой кислоты пропусканием раст­вора силиката натрия с содержанием более 3—4 % Si02 через слой ионообменной смолы в водородной форме внутри пор ис­пользуемой смолы образуется гель кремнезема. Это приводит не только к потере кремнезема и к необходимости проводить очистку слоя ионита, но также вызывает раздробление гранул ионообменной смолы. По данным Гофмана [99] элюент крем­невой кислоты, содержащий до 6 % Si02, может быть получен без подобных затруднений, если использовать макросетчатый катионит (Амерлит IR-200), имеющий поры диаметром —10 нм, пористость 32 % и удельную поверхность, измеренную по ад­сорбции азота, равную 42 м2/г. Такую смолу нужно обрабаты­вать раствором каустика для того, чтобы удалять небольшие количества кремнезема после каждого применения смолы и пе­ред последующей ее регенерацией.

Согласно Матейка [100], ионообменные смолы можно реге­нерировать электролитическим способом.

Для удаления натрия из раствора силиката натрия в сер­ной кислоте вместо обычной ионообменной смолы можно исполь­зовать катионообменную мембрану [101]. Горячий золь, состоя­щий из зародышевых частиц, быстро циркулирует по трубо­проводу, заполненному ионообменным полимером, находящимся в разбавленной серной кислоте. Силикат натрия прибавляют к золю с такой скоростью, чтобы поддерживать рН около 8—10. При этом выделяющийся кремнезем осаждается на частицах золя, увеличивая тем самым их размер. Некоторое количество сульфат-ионов проникает через мембрану, и, следовательно, со временем в золе медленно возрастает концентрация сульфата натрия. Золь можно очищать и концентрировать методом ульт­рафильтрации. Однако концентрацию золя следует поддержи­вать на таком уровне, чтобы нормальность соли натрия не пре­вышала величины N — 0,26—0,005 С—0,0012 (Г—40), где С — содержание Si02, г/100 мл, Т — температура, °С.

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@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.