コロイダルシリカが通常製造されるゾルゲルプロセスについて説明していただけますか?- Zhejiang Delixin Micro Nano Technology Co., Ltd.

コロイダルシリカが通常製造されるゾルゲルプロセスについて説明していただけますか?

ゾルゲルプロセスは、製造に使用される多用途の方法です。コロイダルシリカ前駆体溶液（ゾル）のゲル状物質への変換を伴います。コロイダルシリカ製造のゾルゲルプロセスを段階的に説明します。

1. プリカーサーの選択:

このプロセスは通常、シリコン含有前駆体、一般的にオルトケイ酸テトラエチル (TEOS) またはケイ酸ナトリウムの選択から始まります。反応を制御し、得られるコロイダルシリカの特性に影響を与えるために、他の添加剤も含めることができます。

2. 加水分解:

選択された前駆体は、水との反応である加水分解を受け、前駆体分子がより小さな単位に分解されます。このステップにより、溶液中にシラノール基 (Si-OH) が形成されます。

反応例:

\text{Si(OR)_4 H_2O} \rightarrow \text{Si(OH)_4 ROH}

3. 重縮合:

加水分解工程で形成されたシラノール基は重縮合を起こし、互いに結合して三次元ネットワークを形成します。このプロセスにより、より大きなシリカ構造が生成され、系が溶液 (ゾル) からゲルに移行します。

反応例:

\text{2Si(OH)_4} \rightarrow \text{Si_2O_3 2H_2O}

4. ゲル化:

重縮合が進行するにつれて、系はゲル化を起こし、液体ゾルがゲル状構造に変化します。このゲルには、シリカ粒子の連続ネットワークが含まれています。

5. 老化:

ゲルは、特定の期間熟成または熟成されます。老化はゲル構造の発達に寄与し、得られるコロイダルシリカの特性に影響を与える可能性があります。

6.乾燥:

熟成後、ゲルを乾燥させて液相を除去します。これは、空気乾燥や超臨界流体乾燥などのさまざまな乾燥方法によって実現できます。

7. 焼成 (オプション):

場合によっては、乾燥ゲルは、熱処理プロセスである焼成を受けてもよい。焼成により残留有機成分が除去され、材料はさらに安定した高純度のコロイダルシリカに変わります。

8. 粒子サイズの制御:

ゾルゲルプロセス全体を通じて、pH、温度、濃度、添加剤の選択などのパラメーターを注意深く制御して、コロイダルシリカ粒子のサイズと特性に影響を与えることができます。

9. 安定化:

粒子のコロイド安定性を維持するために、プロセス中に安定化剤または界面活性剤が導入される場合があります。

ゾルゲルプロセスは、粒径、表面積、反応性などのコロイダルシリカの特性を柔軟に調整できます。コーティング、触媒、生物医学用途などを含むさまざまな業界で広く使用されています。合成条件を制御できるため、さまざまな用途に適した特定の特性を備えたコロイダルシリカの製造が可能になります。

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