ซิลิกาคอลลอยด์ชนิดโซเดียมต่ำ/ซิลิกาโซล เป็นวัตถุดิบทางอุตสาหกรรมที่สำคัญ มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในหลายสาขา เช่น สารเคลือบ เซรามิก อาหารและยา เนื่องจากมีความเสถียรและใช้งานได้หลากหลาย ต่อไปนี้จะแนะนำวิธีการเตรียมซิลิกาคอลลอยด์ประเภทโซเดียมต่ำโดยละเอียด รวมถึงการเลือกวัตถุดิบ กระบวนการเตรียม และการควบคุมพารามิเตอร์ที่สำคัญ

1. การเลือกวัตถุดิบ
วัตถุดิบในการเตรียมซิลิกาคอลลอยด์ชนิดโซเดียมต่ำมีดังต่อไปนี้
แหล่งซิลิคอน: แหล่งซิลิคอนที่ใช้กันทั่วไป ได้แก่ โซเดียมซิลิเกต แอมโมเนียมซิลิเกต และผงซิลิกา เมื่อเลือกแหล่งซิลิคอน ควรให้ความสำคัญกับความบริสุทธิ์และปริมาณโซเดียมไอออน
น้ำ: น้ำบริสุทธิ์เป็นตัวทำละลายหลักในกระบวนการเตรียมการ และจำเป็นเพื่อให้แน่ใจว่าคุณภาพน้ำตรงตามข้อกำหนดในการทดลอง
กรดหรือด่าง: สารกรดและด่างสำหรับปรับค่า pH ที่ใช้กันทั่วไป ได้แก่ กรดไฮโดรคลอริก น้ำแอมโมเนีย หรือกรดอะซิติก

2. ขั้นตอนการเตรียมการ
กระบวนการเตรียมซิลิกาคอลลอยด์ชนิดโซเดียมต่ำส่วนใหญ่ประกอบด้วยขั้นตอนต่อไปนี้:
ปฏิกิริยาไฮโดรไลซิส: ละลายแหล่งซิลิคอนที่เลือกในน้ำบริสุทธิ์เพื่อสร้างสารละลายโปร่งใส ตัวอย่างเช่น โซเดียมซิลิเกตสามารถละลายในน้ำได้ จากนั้นจึงปรับค่า pH ได้โดยการเติมกรดไฮโดรคลอริกเจือจางทีละหยด ค่า pH จะถูกควบคุมในช่วง 6 ถึง 9 เพื่อให้มั่นใจว่าปฏิกิริยาดำเนินไปอย่างราบรื่น
กระบวนการเจล: เมื่อปรับค่า pH ไอออนซิลิเกตในสารละลายจะเริ่มรวมตัวและก่อตัวเป็นอนุภาคขนาดเล็ก กระบวนการนี้เรียกว่าเจล ในขั้นตอนนี้ ควรคนอย่างต่อเนื่องเพื่อรักษาความสม่ำเสมอของสารละลายและป้องกันไม่ให้อนุภาคตกตะกอน
การควบคุมอุณหภูมิ: ในระหว่างกระบวนการเจล อุณหภูมิของปฏิกิริยามีอิทธิพลสำคัญต่อการก่อตัวและความเสถียรของอนุภาค โดยทั่วไป อุณหภูมิของปฏิกิริยาจะถูกควบคุมระหว่างอุณหภูมิห้องและ 80 องศาเซลเซียส เพื่อส่งเสริมการเติบโตของอนุภาคและปรับปรุงความสม่ำเสมอของอนุภาค อุณหภูมิสูงช่วยเร่งปฏิกิริยา แต่ควรหลีกเลี่ยงอุณหภูมิที่มากเกินไปจนทำให้เกิดการรวมตัวของอนุภาค
การรักษาเสถียรภาพ: เพื่อที่จะปรับปรุงเสถียรภาพของคอลลอยด์ จำเป็นต้องได้รับการบำบัดสารละลายหลังปฏิกิริยา สามารถเติมสารเพิ่มความคงตัว (เช่น สารลดแรงตึงผิว) เพื่อป้องกันการรวมตัวและการตกตะกอนของอนุภาค ควรปรับตัวเลือกสารทำให้คงตัวตามความต้องการใช้งานเฉพาะเพื่อให้มั่นใจในความเสถียรของผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย
การกรองและการล้าง: หลังจากปฏิกิริยาเสร็จสิ้น สารละลายอาจมีแหล่งซิลิคอนที่ไม่ทำปฏิกิริยาและมีสิ่งเจือปนอื่นๆ ในเวลานี้ สิ่งเจือปนเหล่านี้จำเป็นต้องถูกกำจัดออกโดยการกรองหรือการหมุนเหวี่ยง คอลลอยด์ที่ผ่านการกรองจะต้องล้างหลายครั้งด้วยน้ำบริสุทธิ์เพื่อกำจัดไอออนโซเดียมที่ตกค้างและสิ่งสกปรกอื่นๆ เพื่อให้มั่นใจในความบริสุทธิ์ของผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย

3. การปรับ pH และความเข้มข้น
ในระหว่างขั้นตอนการเตรียม pH เป็นตัวแปรสำคัญ ค่า pH สูงหรือต่ำเกินไปจะส่งผลต่อการก่อตัวและความคงตัวของคอลลอยด์ ดังนั้นจึงต้องทดสอบและปรับค่า pH อย่างสม่ำเสมอ นอกจากนี้ ความเข้มข้นของผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายยังต้องได้รับการปรับตามความต้องการในการใช้งาน ซึ่งโดยปกติจะควบคุมระหว่าง 10% ถึง 30%

4. การจัดเก็บและการใช้งาน
หลังการเตรียม ควรเก็บซิลิกาคอลลอยด์โซเดียมต่ำไว้ในสภาพแวดล้อมที่เย็นและแห้ง ห่างจากแสงแดดโดยตรงและอุณหภูมิสูง เมื่อใช้จะต้องคนให้เข้ากันเพื่อให้แน่ใจว่าคอลลอยด์มีความสม่ำเสมอและปฏิบัติตามคำแนะนำที่เกี่ยวข้องเพื่อใช้ในแอปพลิเคชัน