ХИМИЯ КРЕМНЕЗЕМА

Осаждение кремнезема из Фторидного раствора

Коагуляция при воздействии фторид-иона при низких значе­ниях рН представляется уникальным явлением, очевидно не свя­занным с процессом коагуляции под действием катионов. Теоре­тически это объясняется тем, что группы SiOH на поверхности по крайней мере частично замещаются группами S1F, в резуль­тате чего поверхность становится гидрофобной. Подобные крем­неземы частицы затем подвергаются флокуляции под воздейст­вием гидрофобных связей.

Предложен ряд способов, в которых предусмотрено осажде­ние кремнезема в присутствии фторид-ионов. Например, Гевекке

[437] впускал пары тетрафторида кремния в горячий раствор карбоната натрия для того, чтобы получить тонкодисперсный кремнеземный осадок. Алсфельд [438] приготовил в высокой степени объемистый, рыхлый, тонкодисперсный гидратирован - ный кремнезем из силиката натрия по реакции с фторидом ам­мония в растворе гидроксида аммония. Свендсен [439] предло­жил способ для приготовления тонкодисперсного кремнезема из кремнеземистых осадков посредством нагревания кремнезема или силикатов в присутствии фторида аммония до образования паров, предположительно содержащих диаминотетрафторид кремния, которые затем гидролизовались в воде. Продукт, со­держащий только 2% воды и имеющий кажущуюся плотность 0,16—0,22 г/см3, был пластичным и образовывал связанную массу, которая затвердевала при прокаливании. Продукт про­зрачен при погружении в масло, но не прозрачен, когда поме­щается в воду. Он характеризуется как «а-кремнезем». С дру­гой стороны, при гидролизе таких паров в условиях относи­тельно низкой температуры в аммиачном растворе получается вещество, гидратированное до более высокой степени. Оно со­держит 7% воды при 110°С и 5% Н20 при 250°С. В таком слу­чае высушенный на воздухе продукт имеет кажущуюся плот­ность 0,48—0,64 г/см3 и показатель преломления более низкий, чем для аморфного кремнезема; это связано, по-видимому, с тем, что продукт гидратирован.

Подобные вещества, вероятно, схожи с продуктами, впервые описанными Шварцем и Лиде [440]. Авторы сообщили, что пу­тем гидролиза тетрафторида кремния в кипящей воде обра­зуются непрозрачные, незастудневающие чешуйки, которые по­сле восьмисуточного диализа содержали 95% воды и немного отличались от продукта, полученного гидролизом SiF4 при 0°С, по внешнему виду или скорости дегидратации. Однако химиче­ская реакционная способность этих двух продуктов совершенно различна. Первый продукт, называемый «(3-кремнеземом» и при­готовляемый в кипящей воде, состоит из больших первичных ча­стиц и в растворе образует полисиликат, полимеризованный до большей степени. Гидролиз тетрахлорида кремния при 100°С приводит к образованию продукта, проявляющего все свойства «а-кремнезема», получаемого гидролизом тетрафторида крем­ния при 0°С. Джекобсон [441] описал похожий, родственный продукт, называемый «распушенным кремнеземом». Такой мате­риал, получаемый гидролизом паров тетрафторида кремния в воде, оказывается в чрезвычайной степени распушенным, имеющим кажущуюся объемную плотность всего лишь 0,0248 г/см3, и он настолько легок, что способен течь подобно воде. Его показатель преломления, равный 1,45, близок к пока­зателю преломления аморфного кремнезема. Частицы такого кремнезема состоят из микроскопических чешуек и содержат 92,86% Si02 и 7,14% воды.

Никерсон и Баркерт [442] гидролизовали 15—25%-ный рас­твор H2SiF6 аммиаком при рН 6—8 с тем, чтобы непрерывным способом получать тонкодисперсный кремнезем. Согласно ана­логичному патенту Борсоса [443], кремнезем образуется в виде гидратированных частиц размером 30 мкм.