I. Hydrolysis của Silicon Alkoxides:

Nguyên liệu:

  • Silicon alkoxides, ví dụ: tetraethoxysilane (TEOS)
  • Nước (H2O)

Công thức chung: Si(OR)4 + 2H2O → SiO2 + 4ROH (ROH: cồn)

Quy trình:

  1. Pha trộn: Silicon alkoxides (ví dụ TEOS) được pha trộn với nước. Trong quá trình này, phản ứng hydrolysis xảy ra, trong đó nhóm alkoxides (-OR) của silicon alkoxides thay thế bằng nhóm hydroxyl (-OH) từ nước.

  2. Tạo hạt SiO2: Khi phản ứng hydrolysis xảy ra, silicic acid (Si(OH)4) tạo thành. Silicic acid có khả năng tự polymer hóa để tạo ra hạt SiO2 siêu nhỏ. Quá trình này được kiểm soát để tạo ra kích thước hạt mong muốn.

Tạo thành sol: Hạt SiO2 siêu nhỏ tồn tại trong dung dịch, tạo thành sol silicic acid. Sol có thể được tinh chế bằng cách loại bỏ các tạp chất hoặc điều chỉnh kích thước hạt.

II. Phương pháp Stöber:

Nguyên liệu bao gồm: 

  • Tetraethoxysilane (TEOS)
  • Amoniac (NH3)
  • Dung môi hữu cơ (ví dụ: etanol)

Quy trình sản xuất:

Pha trộn: Tetraethoxysilane (TEOS) và amoniac (NH3) được pha trộn lại trong dung môi hữu cơ. Amoniac đóng vai trò là chất điều chỉnh trong quá trình tạo hạt.

Lưu ý rằng mỗi phương pháp có các biến thể và điều kiện cụ thể để tạo ra kết quả mong muốn. Sự kiểm soát kỹ thuật và điều chỉnh đóng vai trò quan trọng trong việc tạo ra sol silicic acid với tính chất và ứng dụng mong muốn.

Phản ứng Stöber: TEOS phản ứng với amoniac dưới điều kiện kiểm soát để tạo ra silicic acid và tạo hạt SiO2 siêu nhỏ.

Tạo sol: Hạt SiO2 siêu nhỏ tạo thành sol silicic acid trong dung dịch, trong đó hạt được phân tán tạo thành colloids.

Trong 3 phương pháp trên thì phương pháp thì Hydrolysis của Silicates: là phổ biến nhất và có khả năng sản xuất quy mô công nghiệp. Vì nguồn nguyên liệu dồi dào, giá rẻ và công nghệ không phức tạp. Trong quá trình sản xuất hydrolysis của silicates để tạo ra H2SiO3 (silicic acid), bạn có thể cần thu thập và tách silicic acid từ dung dịch sau phản ứng. Dưới đây là một phương pháp tương đối cơ bản để thu h2SiO3 trong quá trình hydrolysis của silicates:

III. Phương pháp tách silicic acid trong quá trình hydrolysis của silicates:

  1. Hydrolysis: Thực hiện phản ứng hydrolysis của silicates, ví dụ như sodium silicate (Na2SiO3), để tạo ra silicic acid (H2SiO3) trong dung dịch. Phản ứng hydrolysis thường có dạng sau:

    Na2SiO3 + 2H2O → H2SiO3 + 2NaOH

  2. Tạo kết tủa silicic acid: Để tách silicic acid ra khỏi dung dịch, bạn cần tạo điều kiện để nó kết tủa. Điều này có thể được thực hiện bằng cách điều chỉnh pH của dung dịch. Silicic acid thường kết tủa ở pH thấp (axit) hoặc pH cao (kiềm). Trong trường hợp này, bạn có thể tạo điều kiện để dung dịch trở nên axit hoặc kiềm bằng cách thêm acid hoặc kiềm tương ứng.

  3. Lắng đọng và lọc: Sau khi tạo điều kiện để silicic acid kết tủa, hãy để dung dịch yên trong một khoảng thời gian để cho hạt silicic acid lắng xuống dưới đáy. Sau đó, lọc dung dịch qua một bộ lọc để tách hạt silicic acid kết tủa khỏi dung dịch.

  4. Rửa lạnh: Hạt silicic acid được tách ra từ dung dịch cần được rửa lạnh để loại bỏ tạp chất và chất đệm. Thường thì nước lạnh được sử dụng để rửa.

  5. Khô hoá: Sau khi rửa lạnh, bạn có thể đặt hạt silicic acid trong môi trường khô hơn để hạt khô hoàn toàn.

Cập nhật 18/8/2023 10:42 (GMT+7)