ХИМИЯ КРЕМНЕЗЕМА

Электронно-микроскопические снимки

Даже в компактных силикагелях, когда первичные частицы упакованы плотно вместе, представляется возможным разли­чать первичные частицы в тонком срезе кусочка геля. Приме­няя методики, разработанные Коханом и Уотсоном [11] для частиц газовой сажи, можно измерять видимый диаметр частиц , в тех случаях, когда частицы располагаются таким образом, что их силуэты на поперечном срезе охватывают более поло­вины круга. После измерения размеров нескольких. сотен частиц можно подсчитать средние величины их диаметров, выражаемые как среднечисленный диаметр dn или как средне - поверхностный диаметр ds. Последняя величина представляет собой диаметр частицы, имеющей удельную поверхность, рав­ную средней величине удельной поверхности, подсчитанной для всех измеренных частиц:

І — k I

I ntf

I= 1

Где Пі — число частиц в г'-м интервале размеров диаметров, для которого среднее значение диаметра равно di\ k — число таких интервалов.

Величина удельной поверхности Sc может быть подсчитана из среднеповерхностного диаметра ds при допущении, что частицы представляют собой плотный аморфный кремнезем

С удельной массой 2,2 г/см3. Таким образом, Sc равна 2720jds (5С имеет размерность в м2/г, a ds выражен в миллимик­ронах).

Медалиа и Хекман [12, 13] описали метод определения раз­меров первичных частиц и агрегатов из подобных частиц в га­зовых сажах, который должен быть применим в равной мере и к кремнеземным порошкам. Данный метод позволяет опре­делять число частиц, составляющих агрегат, измерять объем, соответствующий значению пористости, а также размер первич­ных частиц. Аналогичное исследование пористости для случая мезопористого силикагеля было представлено Хавардом и Уилсоном [14]. Этот силикагель рассматривался в качестве стандартного образца с известной удельной поверхностью (Gasil I), полученной Эвереттом и др. [15] и равной 286,1 + 3,5 м2/г. Хавард и Уилсон получили электронно-микро­скопические снимки при достаточно высоком разрешении, из которых был подсчитан средний диаметр частицы, составивший 8,8 нм. Но при этом получилось некоторое расхождение. Соответствующее значение удельной поверхности таких неболь­ших частиц должно было бы составлять приблизительно 2750jd (где d — диаметр частицы в миллимикронах); если допустить, что плотность кремнеземных частиц равна 2,2 г/см3, то удель­ная поверхность должна составлять примерно 2750/8,8, или 312 м2/г. На самом же деле эта величина по измерениям ока­залась равной 286 м2/г. Такое различие объясняется тем, что вокруг каждой точки конта-кта между соседними сферическими частицами существует пространство или кольцеобразная щель, настолько узкая по размеру, что в нее не могут проникать молекулы азота, используемые при измерении удельной по­верхности (диаметр молекулы азота, как известно, равен 0,4 нм). В случае же больших по размеру кремнеземных частиц значение удельной поверхности, подсчитанное по определяемым из электронно-микроскопических снимков диаметрам частиц, находится в лучшем согласии со значением удельной поверх­ности, измеренным адсорбционными методами (см. лит. к гл. 4 [142]).