Войти
Коллоидный диоксид кремния представляют собой суспензии мелких частиц аморфные, непористые и обычно сферические частицы кремнезема в жидкой фазе.
Схематическое изображение поверхности силикагеля. Поверхность коллоидного кремнезема в контакте с водой покрыта силоксановыми связями (≡Si – O – Si≡) и силанолом группы (≡Si – OH). Это делает коллоидный диоксид кремния очень гидрофильным и способным образовывать многочисленные водородные связи.
Коллоидные диоксиды кремния чаще всего получают в многостадийном процессе, в котором раствор силиката щелочного металла частично нейтрализуется, что приводит к образованию зародышей диоксида кремния. Субъединицы коллоидных частиц диоксида кремния обычно находятся в диапазоне от 1 до 5 нм. Соединяются ли эти субъединицы вместе или нет, зависит от условий полимеризации. Первоначальное подкисление раствора жидкого стекла (силиката натрия ) дает Si (OH) 4.
. Если pH снижается ниже 7 или если добавляется соль, то единицы имеют тенденцию сливаться в цепочки. Эти продукты часто называют силикагелями. Если pH поддерживается слегка щелочным от нейтрального, то субъединицы остаются разделенными и постепенно растут. Эти продукты часто называют осажденным кремнеземом или золями кремнезема. Ионы водорода с поверхности коллоидного кремнезема имеют тенденцию к диссоциации в водном растворе, давая высокий отрицательный заряд. Известно, что замещение некоторых из атомов Si на Al увеличивает отрицательный коллоидный заряд, особенно когда он оценивается при pH ниже нейтральной точки. Из-за очень маленького размера площадь поверхности коллоидного кремнезема очень велика.
Коллоидная суспензия стабилизируется регулированием pH, а затем концентрируется, обычно выпариванием. Максимально достижимая концентрация зависит от размера частиц. Например, частицы размером 50 нм могут быть сконцентрированы до более чем 50 мас.% Твердых веществ, в то время как частицы размером 10 нм могут быть сконцентрированы только до приблизительно 30 мас.% Твердых веществ, прежде чем суспензия станет слишком нестабильной.
