เรียนรู้เกี่ยวกับข่าวที่เกี่ยวข้องล่าสุด
ในสาขาการเตรียมสารเคมีที่กว้างขวาง การไฮโดรไลซิสในเฟสก๊าซมีบทบาทสำคัญในการเตรียม โซเดียมคอลลอยด์ซิลิกา ด้วยข้อดีอันเป็นเอกลักษณ์ วิธีการนี้สามารถควบคุมการกระจายขนาดอนุภาคและความบริสุทธิ์ของผลิตภัณฑ์ได้อย่างแม่นยำ และยังช่วยให้มั่นใจได้ว่าซิลิกาโซลที่ผลิตนั้นมีการกระจายตัวและความเสถียรที่ดีอีกด้วย
วัตถุดิบหลักของไฮโดรไลซิสในเฟสก๊าซคือคลอโรไซเลน เช่น ซิลิคอนเตตระคลอไรด์ (SiCl₄) และไอน้ำเป็นสื่อในการทำปฏิกิริยา วัตถุดิบเหล่านี้จำเป็นต้องได้รับการคัดกรองและปรับสภาพอย่างเคร่งครัดเพื่อให้แน่ใจว่ามีความบริสุทธิ์และเกิดปฏิกิริยาได้ นอกจากนี้ยังจำเป็นต้องเตรียมไฮโดรเจนหรือออกซิเจนในปริมาณที่เหมาะสมเป็นก๊าซพาหะเพื่อส่งวัตถุดิบเข้าสู่โซนปฏิกิริยา
กระบวนการทำปฏิกิริยาของการไฮโดรไลซิสในเฟสก๊าซมีดังนี้
การผสมและการทำความร้อน: คลอโรไซเลนและไอน้ำถูกผสมกันในสัดส่วนที่กำหนด และถูกให้ความร้อนจนถึงอุณหภูมิสูงที่จำเป็นสำหรับการทำปฏิกิริยาผ่านระบบอุ่นก่อน โดยปกติช่วงอุณหภูมินี้จะอยู่ระหว่าง 1,000°C ถึง 2000°C ขึ้นอยู่กับประเภทของสารตั้งต้นและสภาวะของปฏิกิริยา
การไฮโดรไลซิสในเฟสแก๊ส: ที่อุณหภูมิสูง คลอโรซิเลนจะเกิดปฏิกิริยาไฮโดรไลซิสในเฟสแก๊สอย่างรุนแรงกับไอน้ำ ในกระบวนการนี้ พันธะซิลิคอน-คลอรีนในโมเลกุลคลอโรไซเลนจะแตกตัวและรวมตัวกับไฮดรอกไซด์ในโมเลกุลของน้ำเพื่อสร้างซิลิคอนไดออกไซด์ (SiO₂) และไฮโดรเจนคลอไรด์ (HCl) สมการปฏิกิริยาสามารถทำให้ง่ายขึ้นได้ดังนี้: SiCl₄ 2H₂O → SiO₂ 4HCl
นิวเคลียสและการเติบโต: ขณะที่ปฏิกิริยาดำเนินไป อนุภาคซิลิคอนไดออกไซด์ที่สร้างขึ้นจะเริ่มสร้างนิวเคลียสและค่อยๆ เติบโต อนุภาคเหล่านี้ยังคงแขวนลอยอยู่ในสถานะก๊าซและก่อตัวเป็นอนุภาคขนาดใหญ่ขึ้นผ่านการชนกันและการเกิดพอลิเมอไรเซชัน ก๊าซไฮโดรเจนคลอไรด์ที่เกิดจากปฏิกิริยาจะถูกระบายออกจากระบบปฏิกิริยาทันทีเพื่อหลีกเลี่ยงผลกระทบที่ไม่พึงประสงค์ต่อกระบวนการทำปฏิกิริยา
การทำความเย็นและการสะสม: อนุภาคซิลิคอนไดออกไซด์ที่เกิดจากปฏิกิริยาจะเข้าสู่เขตทำความเย็นตามการไหลของอากาศ เย็นลงอย่างรวดเร็วและแข็งตัวที่อุณหภูมิต่ำ และถูกดูดซับด้วยน้ำเพื่อสร้างโซลิดซิลิกา เพื่อปรับปรุงเสถียรภาพและการกระจายตัวของซิลิกาโซล อาจจำเป็นต้องบำบัดสารละลายเพิ่มเติม เช่น การเพิ่มความคงตัวหรือการปรับค่า pH
โซลซิลิกาที่เตรียมโดยการไฮโดรไลซิสในเฟสแก๊สมักจะต้องมีการบำบัดต่อเนื่องหลายครั้งเพื่อขจัดสิ่งเจือปน ปรับการกระจายขนาดอนุภาค และปรับปรุงประสิทธิภาพของผลิตภัณฑ์ ขั้นตอนการบำบัดเหล่านี้อาจรวมถึงการกรอง การซัก การทำให้แห้ง และการกระจายตัว โซเดียมคอลลอยด์ซิลิกา/ซิลิกาโซลขั้นสุดท้ายมีคุณสมบัติทางกายภาพและเคมีที่ดีและมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในการหล่อที่มีความแม่นยำ อุตสาหกรรมการเคลือบ อุตสาหกรรมการผลิตกระดาษ และตัวพาตัวเร่งปฏิกิริยา