Наночастинки SiO2, особливості хімічної будови та застосування

Найважливішою перевагою силікагелю в порівнянні з природними пористими матеріалами (пемза, азбест) є можливість зміни його структури в процесі формування. Цей фактор є особливо важливим тому, що ступінь і характер пористості силікагелю обумовлюють ефективність його застосування в різних процесах. При даній пористій структурі адсорбційна активність визначається концентрацією адсорбованої речовини і розміром її молекул.

Проте геометрична структура силікагелю не є єдиним чинником, що визначає його адсорбційну активність. Важливу роль також відіграє хімічна природа його поверхні. Останню можна змінювати термічною дегідратацією, проведенням на поверхні силікагелю різних реакцій, за допомогою яких утворюються нові сполуки. До таких реакцій належать алкоксилювання, хлорування, взаємодія поверхні силікагелю з алкілта арилхлорсиланами і т. д. Однією з важливих переваг силікагелю є його інертність. Він вважається хімічно і біологічно нешкідливим.

Додає поширеності цьому адсорбенту і той факт, що його можна синтезувати в достатньо широкому інтервалі заданих структурних характеристик при використанні досить простих технологічних процесів. Крім того, для його регенерації необхідна відносно низька температура (100−200 °C), що значно зменшує промислові енерговитрати.

Силікагель є пожежоі вибухобезпечним матеріалом, що сприяє його розповсюдженню в промислових процесах технологічних установок.

Метод формування пористих структур з ксерогелів за допомогою зв’язувальних набуває великого інтересу у зв’язку з можливістю конструювання досить ефективних в каталізі бідисперсних структур каталізаторів і носіїв і, з іншого боку, як спосіб додання силікагелю водостійкості. Застосування цього методу ще пов’язують з пошуком шляхів управління механічними властивостями контактів і адсорбентів — міцністю і зносостійкістю зерен. Метод полягає в склеюванні частинок заданого розміру, що володіють внутрішньою пористістю, за допомогою зв’язувальних. При цьому розмелений силікагель певного гранулометричного складу змішують зі зв’язувальним вручну, потім на вальцях і, нарешті, в змішувачі до отримання однорідної еластичної маси. Пасту формують і сушать.

Структура силікагелів, отриманих методом склеювання, розглядається як біглобулярна, тобто така, що складається з частинок двох розмірів.

Адсорбенти, отримані за методом склеювання, зазвичай характеризуються великою міцністю, яка тим вища, чим вищий ступінь подрібнення вихідного адсорбенту до склеювання. Міцність таких адсорбентів залежить від числа контактів між частками.