في المجال الواسع لعلم المواد، منخفض الصوديوم نوع السيليكا الغروية يلعب دورًا مهمًا في العديد من الصناعات مثل الطلاء والصب والمنسوجات نظرًا لخصائصه الفيزيائية والكيميائية الفريدة. سوف تستكشف هذه المقالة عملية تحضير هذه المادة عالية الأداء وتقدم عملية تحويلها من المواد الخام إلى المنتجات النهائية.

الخطوة الأولى في تحضير السيليكا الغروية من النوع منخفض الصوديوم هي اختيار المواد الخام المناسبة. المواد الخام الرئيسية هي رابع كلوريد السيليكون (SiCl₄)، الماء (H₂O)، والهيدروجين (H₂) والأكسجين (O₂) كمحفزات. يجب أن تخضع هذه المواد الخام لرقابة صارمة على الجودة لضمان نقاء وأداء المنتج النهائي. في مرحلة المعالجة المسبقة، عادة ما تحتاج المواد الخام إلى التنقية لإزالة الشوائب. على وجه الخصوص، يجب تشغيل رابع كلوريد السيليكون، بسبب تفاعله العالي وسميته المحتملة، في ظل ظروف مغلقة وآمنة لضمان سلامة الإنتاج والملاءمة للبيئة. الخطوة الأساسية في تحضير السيليكا الغروية من النوع منخفض الصوديوم هي تفاعل التحلل المائي في الطور الغازي، والذي يتم إجراؤه عادةً في مفاعل خاص يمكنه التحكم بدقة في المعلمات مثل درجة الحرارة والضغط وتدفق الغاز. في المفاعل، يتم خلط غاز رابع كلوريد السيليكون مع الهيدروجين والأكسجين بنسبة معينة ويخضع لتفاعل التحلل المائي تحت ظروف درجات الحرارة المرتفعة. يمكن التعبير عن معادلة التفاعل تقريبًا على النحو التالي: SiCl₄ 2H₂O → SiO₂ 4HCl. في الإنتاج الصناعي الفعلي، تكون ظروف التفاعل أكثر تعقيدًا، وتتضمن خطوات ووسيطة متعددة. من خلال التحكم الدقيق في ظروف التفاعل، مثل درجة الحرارة والضغط وتكوين الغاز، يمكن توليد جزيئات السيليكا ذات حجم جسيم موحد وتشتت جيد. من أجل الحصول على منتجات منخفضة الصوديوم، يجب إضافة إضافات محددة أثناء التفاعل أو يجب استخدام عمليات محددة بعد المعالجة لتقليل محتوى الصوديوم في المنتج النهائي. بعد اكتمال التفاعل، يحتاج الخليط الناتج إلى خطوات الفصل والتنقية لاستخلاص السيليكا الغروية، والتي تتضمن عادة التصفية والغسيل والتجفيف وخطوات أخرى. أثناء عملية الترشيح، يتم فصل جزيئات السيليكا عن المواد الخام غير المتفاعلة والمنتجات الثانوية بواسطة وسط ترشيح مناسب، ومن ثم يتم غسل جزيئات السيليكا عدة مرات لإزالة الشوائب المتبقية والملح. أخيرًا، يتم تجفيف الجزيئات المغسولة للحصول على منتج السيليكا الغروية منخفض الصوديوم النهائي.

تعد عملية تحضير السيليكا الغروية من النوع منخفض الصوديوم عملية معقدة وحساسة تتضمن خطوات متعددة والتحكم في المعلمات الرئيسية. من خلال التحسين المستمر لعملية التحضير وتحسين مستوى تكنولوجيا الإنتاج، يمكن إنتاج منتجات السيليكا الغروية ذات الجودة العالية ومحتوى الصوديوم المنخفض لتلبية الطلب المتزايد في السوق.