تعرف على آخر الأخبار ذات الصلة.
في المجال الواسع لإعداد المواد الكيميائية، يتمتع التحلل المائي في الطور الغازي بمكانة مهمة في تحضير الصوديوم الغروية السيليكا بمزاياها الفريدة. يمكن لهذه الطريقة أن تتحكم بدقة في توزيع حجم الجسيمات ونقاء المنتج، ويمكنها أيضًا التأكد من أن محلول السيليكا المنتج يتمتع بقابلية تشتت وثبات جيدة.
المواد الخام الرئيسية للتحلل المائي في الطور الغازي هي الكلوروسيلان، مثل رابع كلوريد السيليكون (SiCl₄)، وبخار الماء كوسط تفاعل. تحتاج هذه المواد الخام إلى فحصها ومعالجتها بدقة لضمان نقائها وتفاعلها. ومن الضروري أيضًا تحضير كمية مناسبة من الهيدروجين أو الأكسجين كغاز حامل لتوصيل المواد الخام إلى منطقة التفاعل.
عملية تفاعل التحلل المائي في الطور الغازي هي كما يلي.
الخلط والتسخين: يتم خلط الكلوروسيلان وبخار الماء بنسبة معينة وتسخينهما إلى درجة الحرارة العالية المطلوبة للتفاعل من خلال نظام التسخين المسبق. يتراوح نطاق درجة الحرارة هذا عادةً بين 1000 درجة مئوية و2000 درجة مئوية، اعتمادًا على نوع المواد المتفاعلة وظروف التفاعل.
التحلل المائي في الطور الغازي: عند درجات الحرارة المرتفعة، يخضع الكلوروسيلان لتفاعلات التحلل المائي العنيف في الطور الغازي مع بخار الماء. في هذه العملية، تنكسر رابطة السيليكون-الكلور في جزيء الكلوروسيلان وتتحد مع الهيدروكسيد الموجود في جزيء الماء لتوليد ثاني أكسيد السيليكون (SiO₂) وكلوريد الهيدروجين (HCl). يمكن تبسيط معادلة التفاعل على النحو التالي: SiCl₄2H₂O → SiO₂4HCl.
التنوي والنمو: مع استمرار التفاعل، تبدأ جزيئات ثاني أكسيد السيليكون المتولدة في التنوي والنمو تدريجيًا. تظل هذه الجسيمات معلقة في الطور الغازي وتشكل جزيئات أكبر من خلال الاصطدام والبلمرة. يتم تفريغ غاز كلوريد الهيدروجين الناتج عن التفاعل على الفور من نظام التفاعل لتجنب التأثيرات الضارة على عملية التفاعل.
التبريد والجمع: تدخل جزيئات ثاني أكسيد السيليكون الناتجة عن التفاعل إلى منطقة التبريد مع تدفق الهواء، وتبرد بسرعة وتتصلب عند درجات حرارة منخفضة، ويتم امتصاصها بواسطة الماء لتكوين محلول السيليكا. من أجل تحسين استقرار وتشتت محلول السيليكا، قد يحتاج المحلول إلى مزيد من المعالجة، مثل إضافة مثبتات أو ضبط قيمة الرقم الهيدروجيني.
عادةً ما يحتاج محلول السيليكا الذي يتم تحضيره عن طريق التحلل المائي في الطور الغازي إلى سلسلة من المعالجات اللاحقة لإزالة الشوائب وضبط توزيع حجم الجسيمات وتحسين أداء المنتج. قد تشمل خطوات العلاج هذه الترشيح والغسيل والتجفيف والتشتت. يتمتع سيليكا الغروية الصوديوم / سيليكا سول النهائي بخصائص فيزيائية وكيميائية جيدة ويستخدم على نطاق واسع في الصب الدقيق وصناعة الطلاء وصناعة الورق وحامل المحفز.