Окисление пара SiO
Хотя при очень высокой температуре (около 2000°С) кремнезем испаряется и его пары конденсируются в виде тонкодисперсного вещества, процесс испарения можно осуществлять при гораздо более низкой температуре путем введения восстановителя для образования SiO, который имеет температуру сублимации <~ 1700°С. При окислении моноксида кремния повторно образуется диоксид кремния, который конденсируется в виде «дыма». Поттер [456] приготовил тонкодисперсный кремнезем посредством продувания паров моноксида кремния через обогреваемую камеру вместе с газом-окислителем. Фон Строх [457] получил патент на применение полученного таким способом Si02 в качестве наполнителя для резины. Кроме того, Рейк и Бирнс [458] (фирма Permanente Metal Corp.) запатентовали способ приготовления тонкодисперсного кремнезема из моноксида кремния при температуре в области 1250—1450°С.
При использовании углеводородов в качестве «стабилизирующей жидкости» в плазменной горелке, согласно данным Кю - глера, Сннса и Зильбергера [453], даже более грубые частицы кремнезема при их подаче в струю восстанавливались до пара SiO. Эти авторы разработали также конструкцию горелки.
Кармен и др. [454] описали электрод с «жидкостной конвекцией». Так называемые «кремнеземы дугового разряда» просто получаются испарением и, по крайней мере частично, превращаются в SiO благодаря присутствию паров углерода, возникающего в дуговом разряде, после чего SiO повторно окисляется. Твердые кремнеземные продукты, получившие наименование Arc Silicas, представляют собой кремнеземные кластеры размером 2—3 мкм, состоящие в свою очередь из частиц диаметром 15 нм [455].
Был запатентован [459] процесс установления равновесия пара Si02, выделившегося из дуговой печи, в которой в результате реакции между песком и коксом и окисления пара SiO до Si02 получаются частицы размером 8—28 нм. Согласно другому способу [460], песок и кокс испарялись из подобной печи при 1500—2000°С, газовую смесь СО и SiO смешивали с водяным паром и воздухом с целью охлаждения смеси до 350—400°С и сконденсированный кремнезем отделяли центрифугированием. Промежуточное соединение кремнезема затем подвергалось термической обработке при 200— 700°С в псевдоожиженном слое. Конечный продукт состоял из кремнеземных частиц размером 5—150 нм и имел удельную поверхность в области 50—300 м2/г при объемной плотности всего 15—30 г/л (0,015—0,03 г/см3).
Наиболее своеобразная форма тонкодисперсного кремнезема была описана Неметчеком и Хофманом [461]. SiO приготовлялся посредством реакции между Si и Si02 в вакуумных условиях в трубчатой печи при 1200°С. Между реакционной смесью и SiO, который конденсировался вблизи от нее, по прошествии 48 ч образовывалось множество полых трубочек или волокон, представляющих собой аморфный кремнезем с диаметром нитей 30—70 нм и толщиной стенок 6—15 нм. Такое вещество в конце концов закупоривало реакционную трубку.
