Report Tính chất và các dạng thù hình của Silica

1

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.daykemquynhon.ucoz.com

n ơ Nh

+D / m

m è K y ạ

y u Q

o c . le

G

g o o

2

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

www.daykemquynhon.ucoz.com

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

• Silica là tên gọi của chất hóa học silic dioxide SiO2 • Silica tồn tại trong nhiều khoáng chất và cũng được tổng hợp

m è K y ạ

n ơ Nh

y u Q

D + / • Sila có nhiều ứng dụng quen m o c . levà ở một thuộc trong cuộc sống g o o G số dạng silica kích thước nano

có những tính chất ưu việt đáng quan tâm, nghiên cứu Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

3

www.daykemquynhon.ucoz.com

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

1.1 Tính chất Silica amorphous là dạng vô định hình

n ơ Nh

y u Q

Có trong đất đá , trầm tích, và cả trong m các cơ thể

è K ạy

Silica amorphous cũng được+tổng D hợp ở hai dạng:

/ m

o c . le

- CAS#112926-008 : g o

o G

- CAS# 112945-52-5 : quá trình nhiệt

4

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.daykemquynhon.ucoz.com

n ơ Nh

+D / m

m è K y ạ

y u Q

o c . le

G

g o o

Một số tính chất vật lý của SAS Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

5

www.daykemquynhon.ucoz.com

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

1.2 Tổng hợp Acid hóa kết tụ lọc rửa sấy khô nghiền sản phẩm ơn

h N y

u Q m è K y ạ2 + Na2SO4 + H2O Na2Si3O7 + H2SO4 → 3 SiO D + / m o c . le g o o G

Acid hóa các sodium silicate

6

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

www.daykemquynhon.ucoz.com

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

1.3 Ứng dụng Có nhiều ứng dụng trong đời sống : chất phụ kem đánh răng, độn trong cao su, keo n dán…. ơ h

N y u

+D / m

Q m è K ạy

o c . le

G

g o o

7

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

www.daykemquynhon.ucoz.com

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

1.1 Tính chất Crystalline silica có nhiều hình thái (polymorph), mỗi hình tahí bền trong một khoảng nhiệt độ nhất định ơn

h N y

+D / m

u Q m è K y ạ

o c . le

α-quart T0 thường

g o o

Gβ-quarzt o 573

C-867oC

Tridymite 867-1470oC

Cristobalite 1713oC

8

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

www.daykemquynhon.ucoz.com

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

2.2 Tổng hợp Hỗn hợp gồm amorphous silica, nước và muối amoni và điều chỉnh pH ít nhất là 10

n ơ Nh

pH> 10

m è K y ạ

Amorphous silica H2 O NH4+

y u Q

+D Silicate alkonium / m

o G

og

o c . le

Tinh thể hóa (t0)

Crystalline silica

9

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

2.3 Ứng dụng

www.daykemquynhon.ucoz.com

n ơ Nh

+D / m

m è K y ạ

y u Q

o c . le

G

g o o

10

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

3.1 Tổng hợp

www.daykemquynhon.ucoz.com

n ơ Nh

+D / m

m è K y ạ

y u Q

o c . le

G

g o o

11

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

www.daykemquynhon.ucoz.com

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

3.2 Tính chất Khối lượng riêng rất thấp chỉ 20g-50g/l << dSiO2 =2200g/l Diện tích bề mặt riêng lớn và tùy thuộc vào kích thước hạt n thường lớn hơn 100m2.g-1, bề mặt rất mịn hơ

N y u

+D / m

Q m è K ạy

o c . le

G

g o o

12

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

www.daykemquynhon.ucoz.com

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

3.2 Tính chất Cấu trúc là các “ agglomerate “ phân nhánh có kích thước khoảng 100nm-500nm, còn các hạt cơ bản có kích thước n khoảng 10nm ơ h

N y u

+D / m

Q m è K ạy

o c . le

G

g o o

13

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

3.2 Tính chất Do có mật độ các nhóm silianol Si(OH) cao trên bề mặt 2SiOH/nm2 nên fumed silica có tính thấm nước cao.

www.daykemquynhon.ucoz.com

n ơ Nh

+D / m

m è K y ạ

y u Q

Fumed

o c . le

G

g o o

14

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

www.daykemquynhon.ucoz.com

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

3.3 Ứng dụng

Chất đàn hồi Bao phủ, mực in Chất kết dính, keo dán Nhựa polyester Vật liệu cách nhiệt Bảo quản thực phẩm

n ơ Nh

+D / m

m è K y ạ

y u Q

o c . le

G

g o o

15

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

3.3 Ứng dụng Mực in : Silica fumed bao phủ các hạt mực và thút nước nên luôn đảm bảo chất lượng dòng mực in

www.daykemquynhon.ucoz.com

n ơ Nh

+D / m

m è K y ạ

y u Q

o c . le

G

g o o

16

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

www.daykemquynhon.ucoz.com

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

4.1 Tính chất Bán kính lỗ xốp trung bình khoảng 5-70nm Tính xốp rất cao nên khối lượng riêng rất nhỏ 3kg/m3 có thể so sánh với không khí 1,2kg/m3. Vật liệu nhẹ ơn nhất

h N y

+D / m

u Q m è K y ạ

o c . le

G

g o o

Diện tích bề mặt riêng rất lớn 200-1000m2.g-1(BET) 17

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

4.1 Tính chất

www.daykemquynhon.ucoz.com

Khả năng cách nhiệt cao: + Cấu trúc rất xốp, phần SiO2 thực nhỏ + Mạch phân nhánh và có các “deaden”

+D / m

m è K y ạ

n ơ Nh

y u Q

o c . le

G

g o o

18

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

www.daykemquynhon.ucoz.com

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

n ơ Nh

+D / m

m è K y ạ

y u Q

o c . le

Aerogel cách nhiệt g gấp 39 lần thủy tinh cách nhiệt

o o G

Ứng dụng cho vật liệu cách nhiệt 19

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

4.1 Tính chất Ngoài khả năng cách nhiệt rất tốt, aerogel được xem như hàng rào cản âm thanh

www.daykemquynhon.ucoz.com

n ơ Nh

+D / m

m è K y ạ

y u Q

o c . le

G

g o o

20

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

4.1 Tính chất Kích thước lỗ xốp ảnh hưởng đến hệ số dẫn nhiệt và khối lượng riêng của aerogel

www.daykemquynhon.ucoz.com

n ơ Nh

+D / m

m è K y ạ

y u Q

o c . le

G

g o o

21

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

www.daykemquynhon.ucoz.com

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

4.1 Tính chất Tính chất quang học : Silica earogel thì gần trong suốt trong phổ hồng ngoại. n tốt: khối Trong vùng khả kiến cho hệ số truyền ánh sáng ơ h N dày 1cm có hệ số truyền T=0,88 y

+D / m

u Q m è K y ạ

o c . le

G

g o o

22

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

www.daykemquynhon.ucoz.com

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

4.2 Tổng hợp Chất đầu + H2O+dung môi

Quá trình tổng hợp gồm ba giai đoạn:

n ơ I. Chuẩn bị gel h • Thủy phân và ngưng tụ N y u Q m II. Già hóa Silica va chạm nhau è K y ạ D +III. Làm khô • Già hóa / m o c . e l g Silica gel o o G •

Làm khô

Aerogel 23

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

www.daykemquynhon.ucoz.com

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

4.2 Tổng hợp 4.2.1. Chuẩn bị gel Các alkoxide silic như Si(OCH3)4 [ TMSO] , Si(OC2H5)4 [TEOS] hoặc SiOn(OC2H5)4-2n [PEDS-Px ]hthủy ơn phân trong N hoặc bazo dung dịch rượu nước nhờ một xúc tác acid y u

+D / m

Q m è K ạy

o c . le

G

g o o

24

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

www.daykemquynhon.ucoz.com

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

4.2 Tổng hợp 4.2.2. Biến tính Điều chỉnh lượng dung môi, pH sol để đạt được điểm gel ( n dung dịch cô đặc lại) ơ h + Các hạt di chuyển đến những chỗ trống N y u Q hạt lớn hơn + Các hạt “tan” dính vào nhau tạo thành m è K 4.2.3. Làm khô ạy

D + / Là giai đoạn cuối cùng và quan trọng nhất trong quá trình m sản xuất aerogel e.co l g okhô khác nhau thường được sử Hai quá trình làm o G dụng nhiều nhất: +Làm khô ở áp suất thường (ADP) +Làm khô siêu tới hạn (SCD)

25

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

www.daykemquynhon.ucoz.com

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

4. Tổng hợp 4.2.3.1 Làm khô siêu tới hạn (SCD) Làm khô siêu tới hạn là phương pháp đầu tiên và thường được sử dụng nhất cho aerogel. ơn

h N y + Làm khô siêu tới hạn nhiệt độ cao (HTSCD) u Q m Gel bị biến tính được đặt một nửaètrong một autoclave với K y cùng một dung môi có sẵn trong các lỗ xốp của gel. Thành ạ D + / được hàn kín và gian nhiệt thật chậm qua nhiệt độ và áp m co môi. Thứ hai, chất lỏng được suất siêu tới hạn của edung . l g nén đẳng nhiệt. Cuối o cùng, tại áp suất thường, autoclave o G được làm lạnh đến nhiệt độ phòng. Trong trường hợp này, methanol thường được sử dụng nhất như dung môi cho HTSCD

26

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

www.daykemquynhon.ucoz.com

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

4.3 Tổng hợp + Làm khô siêu tới hạn ở nhiệt độ thấp (LTSCD)

n nhưng bây Đầu tiên, sự biến tính gel được đặt trong autoclave, ơ h N giờ được lấp đầy chất bảo vệ, chất lỏng không y cháy cacbon u Q thế các dung môi dioxit 4-10oC đến áp suất 100bar để thay m è K trong lỗ xốp của gel. Khi tất cả dung y môi được thay thế, ạ autoclave được gia nhiệt đến /313K +D vẫn ở áp suất 100bar. Thứ m nhiệt. Cuối cùng autoclave được o hai, chất lỏng được nén đẳng c . le làm lạnh ở nhiệt độ phòng g o o G

27

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

www.daykemquynhon.ucoz.com

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

4.3 Tổng hợp 4.2.3.2 Làm khô áp suất thường - Silyl hóa các nhóm OH bằng hexamethyldisilazane HMDS chuyển OH thành nhóm CH3O hơn

N y uở áp suất thường - Làm khô được thực hiện bởi sự hóa hơi Q m è K y ạ D + / m o c . le g o o G

28

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

4. Tổng hợp

www.daykemquynhon.ucoz.com

n ơ Nh

+D / m

m è K y ạ

y u Q

o c . le

G

g o o

29

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

4.3 Ứng dụng

www.daykemquynhon.ucoz.com

n ơ Nh

+D / m

m è K y ạ

y u Q

o c . le

G

g o o

30

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

www.daykemquynhon.ucoz.com

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA HÓA ------ -------

n ơ h

Silic dioxideN y u (silica) và các Q m è nó K dạng của ạy D + m/

o c . le

G

g o o

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

www.daykemquynhon.ucoz.com

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

SILICA Giới thiệu Silic đioxit còn có tên gọi là silica có công thức SiO2. Silica có nhiều ứng dụng rộng trong đời sống và khoa học. Bốn dạng của silica ta nghiên cứu ở đây là: Aerogel, Fumed, Amorphous và Crystalline.

I/ Aerogel Aerogel là vật liệu độc đáo với nhiều tính chất lạ thường.Các nghiên cứu khoa học về nó đã được thực hiện từ năm 1930.Aerogel thì trong suốt, tính xốp cao, mật độ bọt bong bóng thấp.Nhờ nhiều tính chất nổi bật nên silica aerogel rất được quan tâm nghiên và có nhiều ứng dụng thực tế.

1/Tính chất

n ơ h

1.1.Tính chất xốp,rắn của silica aerogel

Tiềm năng ứng dụng cao của silica aerogel là nhờ các tính chất rắn bất thường của nó.Silica aerogel bao gồm các chuỗi liên kết ngang dây chuyền với số lượng lớn các lỗ chứa đầy không khí. Những lỗ xốp này của aerogel thì rất nhỏ : aerogel tinh khiết có bán kính lỗ xốp trung bình khoảng 10-100nm, nhưng silica aerogel nói chung có kích thước lỗ 5-70nm, phụ thuộc vào độ tinh khiết và các phương pháp chế tạo(H.1) chiếm 85-99.8% tổng thể tích aerogel.

N y u

Q m è K Vì kích thước lỗ xốp nhỏ bất thường ạ vàytính xốp cao, aerogel đạt những tính chất lý, nhiệt,quang và âm thanh đáng chú D ý, trong khi điều này dẫn đến sức cơ học + rất thấp. Tính xốp cao khiến aerogel/ là vật liệu nhẹ nhất được biết đến hiện nay. Nó m 2200kg/m nhưng nhờ tính xốp cao dẫn đến có khối lượng riêng theo sườnokhoảng c3kg/m có thể so sánh với không khí 1,2kg/m . khối lượng riêng chỉ khoảng . e l g o o G 3

3

3

Hình : Aerogel rất nhẹ Silica aerogel cũng chịu được áp suất nén cao đến 3bar, nhưng sức bền rất thấp khiến vật liệu này rất mong manh. Nếu không được giải nước tốt, nước có thể phá hủy cấu trúc của aerogel bởi sức căng bề mặt trong các lỗ. Trong trường hợp này, aerogel thường được sử dụng kết hợp với bình chân không, ở đó màng bọc ngăn 2 Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

www.daykemquynhon.ucoz.com

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

SILICA cản nước và chân không làm giảm khả năng dẫn nhiệt. Tuy nhiên tính chất bền kém đã được khắc phục đối với aerogel thương mại bằng cách gắn nó lên một màng sợi.

Aerogel có diện tích bề mặt riêng BET lớn khoảng 200-1000m2.g-1 1.2.Tính cách nhiệt Aerogel có độ dẫn nhiệt rất thấp là do độ đan sườn rắn thấp, độ dẫn khí thấp, sự truyền bức xạ hồng ngoại thấp.Tuy nhiên một nỗ lực để khắc phục độ dẫn nhiệt bằng cách tổng hòa tất cả các yếu tố thì khó khăn, bời vì các mode thì gắn chặt chẽ với nhai, ví dụ sự thay đổi vè sự hấp thụ hồng ngoại sẽ dẫn đến sự thay đổi củ hệ số dẫn sườn mạch.

Hệ số dẫn nhiệt của silica đặc thì cao, nhưng silica aerogel chỉ là một phần nhỏ là chất rắn silica. Hơn nữa, cấu trúc bộ xương bên trong có nhiều “deaden” dẫn đến con đường dẫn nhiệt dài quanh co và kém hiệu quả của sự vận chuyển nhiệt (H.3).

Giá trị nhỏ nhất đặc thù tồn tại sự phụ thuộc trong hệ số dẫn nhiệt vào mật độ( khối lượng riêng) của aerogel: dưới mức tối đa này,bán kính lỗ xốp tăng được cho phép bởi sự tặng λg, ngược lại khối lượng riêng thấp cũng được hình dung với các lỗ xốp nhỏ.

n ơ h

N y u

Q m è K Hệ số dẫn nhiệt trong không khí thấp λg của aerogel nói chung có thể được giải y thích bởi hiệu ứng Knudse, thể hiện sự dẫn khí trong môi trường xốp như một hàm ạ Dtrưng (h.3) áp suất không khí và kích thước lỗ đặc + / m o c . le Trong đó g o o G

K là số Knudsen, tức tỉ số giữa chiều dài trung bình đường đi tự do của phân tử khí và kích thước lỗ xốp đặc trưng δ, dg là đường kính phân tử khí, kB là hằng số Boltzman. T là nhiệt độ, pg là áp suất khí và β là hằng số giữa 1.5 và 2.0 đặc trưng cho hiệu suất vận chuyển năng lượng khi các phật tử vấp phải cấu trúc rắn của vật liệu. hằng số β phụ thuộc vào loại khí, vật liệu rắn và nhiệt độ.

3 Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

www.daykemquynhon.ucoz.com

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

SILICA

n ơ Silica aerogel có cả kích thước lỗ xốp bên trong rất nhỏ và tinh h xốp rất cao. Do N đó, tính dẫn nhiệt của chất khí sẽ có ảnh hưởng lớn đến y tính dẫn nhiệt tổng thể u của aerogel, nhưng đồng thời giảm mạnh ở áp suất thường nhờ hiệu ứng Knudsen.

Khả năng dẫn nhiệt chất khí có thể được giảm thiểuQ bẳng cách lấp đầy aerogel m bằng một khí có độ dẫn thấp (ví dụ khí hiếm),hoặc bằng các làm giảm kích thước è K lỗ lớn nhất, hay bằng cách áp chân không vào aerogel. Bằng cách này độ dẫn nhiệt y ạ tổng thể có thể đạt 8mW/(mK) đối với silica aerogel nhờ áp một áp suất gần Dbức xạ.

50mbar, nếu không muốn giảm sự truyền + / m o c . le g o o G Hình : Các phân tử khí chuyển động nhiệt trong 2 khối vật liệu

Hình 2 : Hệ số dẫn nhiệt(trái) và khối lượng riêng (phải) phụ thuộc vào bán kính lỗ xốp(trái)

4 Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

SILICA Nhờ tính cách nhiệt đáng chú ý này, silica có thể ứng dụng làm vật liệu cách nhiệt.

n ơ h

Hình 3: Tính cách nhiệt cao của silica aerogel

www.daykemquynhon.ucoz.com

N y u

D + m/

Q m è K ạy

o c . le

G

g o o

Silica earogel thì gần trong suốt trong phổ hồng ngoại Sự truyền bức xạ sẽ trở thành một nhân tố ưu thế của tính dẫn nhiệt ở nhiệt độ cao, chẳng hạn trên 200oC, nhưng không có ý nghĩa ở nhiệt độ thấp. Hơn nữa, sự truyền bức xạ có thể bị kìm hãm bằng thành phần bổ sung như cacbon đen vào aerogel, tức là trước hoặc sau khi làm khô siêu tới hạn, có cả sự hấp thụ và phân tán bức xạ hồng ngoại. bằng cách này tính dẫn nhiệt tổng thể ở áp suất thường có thể được giảm 13.5mW(mK) tại áp suất thường và 4mW/(mK) ở áp suất nhỏ hơn 50mbar.

1.3.Tính chất quang học Silica aerogel có những tính chất quang học thú vị. Trong H.4, người ta có thể nhận thấy sự truyền cao của các bức xạ trong vùng khả kiến. Khối silica aerogel trong mờ có bề dày 10mm có hệ số truyền T =0.88. Xử lý nhiệt aerogel có thể làm 5 Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

SILICA tăng khả nẳng truyền bức xạ của nó, chẳng hạn đến 6% vì sự giải hấp thụ nước và đốt cháy các hợp chất hữu cơ. Ngoài ra, các tính chất quang có thể bị ảnh hưởng bởi các thông số của quá trình sol—gel, tức là bởi sự chọn lọc các thông số tổng hợp tối ưu.

n ơ h

www.daykemquynhon.ucoz.com

N y u

D + m/

Q m è K ạy

o c . le

G

g o o

6 Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

www.daykemquynhon.ucoz.com

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

SILICA

n ơ h

N y u

Hình 5: Silica aerogel gần như trong suốt

Ánh sáng bị phản xạ bởi silica aerogel xuất hiện màu xanh và ánh sáng được truyền xuất hiện hơi đỏ. Sự tán sắc ánh sáng này có thể được giải thích bởi số lượng rất lớn hoặc sự tán xạ Rayleigh và bởi sự tán xạ bên ngoài. Tán xạ Rayleigh là do tương tác với các thành phần không đồng nhất trong chất rắn, lỏng hoặc các khí ví dụ như các hạt bụi trong khí quyển,và có ảnh hưởng hơn khi khi kích thước hạt thì tương đương với độ dài bước sóng ánh sáng tới.Sự có mặt của một số lượng lỗ xốp xác định bên trong khu vực này trong aerogel có thể hoạt động như cái gọi là “ các tâm tán xạ” . Hệ số tán xạ sẽ phụ thuộc vào kích thước của các tâm tán xạ, trong khi các bước sóng khác nhau sẽ tán xạ với cường độ khác nhau. Silica aerogel có độ truyền cao trong phổ hồng ngoại T=0.85. Độ truyền này làm tăng độ dẫn nhiệt tổng thể của silics aerogel, đặc biệt ở nhiệt độ cao. Nếu khả năng dẫn truyền không được mong muốn. Sự truyền trực tiếp nưa vùng nhìn thấy có thể bị giảm mạnh đến 50% bằng cách thêm chỉ vài % isopropanol hoăc các chất cản quang khác vào aerogel.

D + m/

Q m è K ạy

o c . le

G

g o o

1.4. Khả năng truyền âm kém Khối vật liệu silica aerogel có vận tốc truyền âm thnah thấp hơn cả không khí.

Vận tốc âm thanh xuống đến 40m/s, các sản phẩm thương mại yêu cầu có vận tốc âm khoảng 100m/s. Aerogel dạng hạt thì phản xạ khác thường với âm thanh, tạo thành vật liệu hàng rào cản âm thanh. Bằng cách kết hợp nhiều lớp với các kích thước hạt khác nhau, làm giảm mạnh đến 60dB đối với chiều dày khoảng chỉ 7cm.

7 Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

www.daykemquynhon.ucoz.com

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

SILICA

n ơ h

N y u Aerogel là những gel được sấy khô với tính xốp rất cao được phát hiện lần đầu Q tiên vào năm 1930 bởi Kislter. Silica aerogel được tổng hợp giai đoạn đầu bởi m phương pháp sol-gel ở áp suất thấp, ngược lạièphương pháp xerogel là các gel Kthường cần thiết làm khô bằng làm thường được làm khô bởi sự bay hơi, aerogel y khô siêu tới hạn. Kết quả là các mẫu đượcạ làm khô giữ kết cấu xốp như ở trạng thái D ướt. Nói chung, aerogel có diện tích/+ bề mặt cao, khối lượng riêng biểu kiến rất thấp tính chất nhiệt của aerogel có thể biến đổi cấu và chỉ số khúc xạ thấp. Hơn nữa, m o trúc khi tồn tại ở trạng tháictrung gian lỏng và/ hoặc được xử lý nhiệt trong suốt . quá trình tổng hợp. e l g có thể được chia thành 3 giai đoạn tổng quát: chuẩn bị gel Tổng hợp silica aerogel o nhờ các quá trìnhosol-gel, biến tính gel trong dung dịch” mẹ” để ngăn cản gel co lại G 2/ Tổng hợp

trong quá trình sấy, và làm khô gel dưới những điều kiện đặc biệt để ngăn cản cấu trúc gel bị phá hủy. Một phản ứng đơn giản cho silica aerogels :

8 Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

www.daykemquynhon.ucoz.com

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

SILICA Chất đầu + H2O+dung môi

•

Thủy phân và ngưng tụ

Silica va chạm nhau

•

Biến tính

•

Làm khô

Silica gel

n ơ h

Aerogel

N y u

2.1. Chuẩn bị gel

Q m è K ạy

Quá trình sol-gel là quá trình trong đó các hạt nano rắn được phân tán trong một chất lỏng mà chúng kết tụ lại với nhau để hình thành một mạng ba chiều kéo dãn trong toàn chất lỏng. Quá trình được mô tả bởi Brinker và Scherer. Aerogel cơ bản là khung rắn của một loại gel được cô lập từ môi trường lỏng trung gian của nó. Đối với silica aerogel, các hạt nano được “trồng” trực tiếp trong một chất lỏng.

D + Chất đầu cho silica aerogel /là những alkoxide silic Tetramethoxysilane m Si(OCH ) hoặc TMSO, otetraethoxysilane Si(OC H ) hoặc TEOS và c H ) hoặc PEDS-Px thường được sử dụng nhất, polyethoxydisiloxane SiO .(OC e l thu được từ phản ứng TEOS với một lượng nước rất nhỏ trong đó PEDS-Px cógthể o có tính acid sau: trong môi trườngo rượu G 3 4

2

n

2

5 4

5 4-2n

Với n bé hơn 2. Độ dẫn hiệt của các aerogel PEDS và TMOS sẽ thấp hơn đối với TEOS, ngược lại các aerogel có tính trong suốt cao được phát triển dựa trên TEOS. Các dung môi thêm vào như ethanol chứa quá nhiều nước sẽ làm cho các gel có tính xốp thấp.

Sự thủy phân của các alkoxit silic được thực hiện nhờ xúc tác, chủ yếu là các xúc tác acid và bazo, hoặc một xúc tác kép. Sol trở thành một gel khi các hạt nano phân tán trong nó dính với nhau để tạo thành một mạng lưới của các hạt bắc qua chất lỏng. Điều này yêu cầu rằng các hạt nano rắn trong chất lỏng va chạm với nhau và dính lại với nhau. Điều này thì dễ đối với một số hạt nano vì chúng chứa các nhóm trên bề mặt có thể phản ứng khiến chúng dính lại với nhau sau khi va chạm nhờ liên kết hoặc nhờ các lực tĩnh điện. Nhìn chung, sự thủy phân acid và 9 Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

www.daykemquynhon.ucoz.com

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

SILICA ngưng tụ dẫn đến sự kéo dài hoặc các chuỗi bị phân nhánh nhỏ và các cấu trúc vi lỗ xốp trong các sol silica và nếu kết quả số lần gel hóa lớn nhìn chung mạch sẽ càng dài. Ngược lại, các hạt đồng nhất thì dễ dàng được hình thành nhờ xúc tác bazo ( chủ yếu các bazo NH, OH) và dẫn đến sự phân phối mởi rộng của các lỗ xốp lớn hơn.

Các alkoxit được mô tả trong một số tài liệu như các chiết xuất đắt tiền không cho phép sản xuất khôi lượng lớn. Một giải pháp đối với giá thành của alkoxit là sử dụng thủy tinh nước hoặc sodium silicat như một nguyên liệu rẻ hơn cho silica mà hiện nay được sử dụng như chất tiền thân chung cho tổng hợp aerogel thương mại cho các ứng dụng kĩ thuật.Ở đây, silica hydrogel được tạo ra nhờ sự acid hóa của dung dịch sodium silicat trong nước với HCl hoặc H2SO4.

n ơ h

2.2. Biến tính

Ngay lúc một sol đạt điểm gel, các khung chứa sol trải dài ra. Tuy nhiên, mạch silica của gel vẫn chứa một số lượng các nhóm alkoxide đáng kể. Thời gian thủy phân và ngưng tụ phải đủ cho mạng lưới đủ chắc,điều này được tăng cường nhờ sự điều chỉnh pH,thay đổi nồng độ của các dung dịch phủ.

N y u

Q m è K ạy

Trong suốt sự biến tính, hai cơ chế khác nhau có lẽ ảnh hưởng đến cấu trúc của gel: sự di chuyển của vật liệu đến khu vực khuyết và sự hòa tan của các hạt nhỏ thành những hạt lớn hơn. Đa số các giai đoạn biến tính đặc thù liên quan đến hỗn hợp ethanol-siloxane, theo đó thêm các monome mới vào mạng lưới SiO rắn và làm tăng mức độ liên kết ngang. Kết quả là gel cứng vả chắc hơn. Sự biến tính này là sự khuếch tán được điều khiển: sự vận chuyển của vật liệu không bị ảnh hưởng bởi sự đối lưu hoặc trộn lẫn mạng silica rắn, trong khi chính sự khuếch tán bị ảnh hưởng bởi chiều dày của gel. Kết quả là thời gian được đòi hỏi cho mỗi giai đoạn tăng lên khi độ dày của gel tăng, gây khó khăn cho việc sản xuất aerogel thực tế.

D + m/

o c . le

G

g o o

Sau khi biến tính gel,tất cả nước vẫn nằm trong các lỗ phải được loại bỏ trước khi làm khô, điều này có thể đạt được dễ dàng bằng cách rửa gel với ethanol và heptane. Bất kỳ lượng nước nào còn lại trong gel sẽ bị không bị loại bỏ bởi việc làm khô sieêu tới hạn và sẽ dẫn đến sự mờ đục và aerogel rất đặc.

2.3. Làm khô Làm khô gel là giai đoạn cuối cùng và quan trọng nhất trong quá trình sản xuất aerogel. Việc làm khô phải tuân thủ áp suất mao dẫn ( ngoại trừ làm khô siêu tới hạn và làm khô đông lạnh) vì áp suất khiến thu hẹp và có thể gãy vì kích thước lỗ xốp nhỏ bởi sức căng mao dẫn. Do đó, hai quá trình làm khô khác nhau thường được sử dụng nhiều nhất: làm khô ở áp suất thường(ADP), sức căng mao dẫn không thể tránh được, và làm khô siêu tới hạn (SCD), ở đó lỗ có chất lỏng được loại bỏ trên nhiệt độ tới hạn Tct và áp suất tới hạn Pct để tránh sức căng mao dẫn.

10 Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

www.daykemquynhon.ucoz.com

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

SILICA 2.3.1 Làm khô siêu tới hạn(SCD) Làm khô siêu tới hạn là phương pháp đầu tiên và thường được sử dụng nhất cho aerogel. “ Rõ ràng, nếu một người muốn sản xuất aerogel, anh ta phải thay thế chất lỏng bằng khí bởi một số phương tiện mà trong đó bề mặt chất lỏng không bao giờ được phép tách khỏi gel.Nếu một chất lỏng chịu áp suất luôn lớn hơn áp suất hóa hơi, và nhiệt độ tăng, nó sẽ được đạt đến nhiệt độ tới hạn thành khí mà không có sự phân biệt pha ở bất cứ thời điểm nào” Hai phương pháp SCD khác nhau có thể được phân biệt : làm khô siêu tới hạn nhiệt độ cao (HTSCD) và làm khô siêu tới hạn ở nhiệt độ thấp nhờ cacbon dioxit (LTSCD) hoặc quá trình Hunt.

n ơ h

• HTSCD được thực hiện theo ba bước : đầu tiên, gel bị biến tính được đặt một nửa trong một autoclave với cùng một dung môi có sẵn trong các lỗ xốp của gel. Thành được hàn kín và gian nhiệt thật chậm qua nhiệt độ và áp suất siêu tới hạn của dung môi. Thứ hai, chất lỏng được nén đẳng nhiệt. Cuối cùng, tại áp suất thường, autoclave được làm lạnh đến nhiệt độ phòng. Trong trường hợp này, methanol thường được sử dụng nhất như dung môi cho HTSCD. Tại điểm tới hạn của nó, methanol có thể phản ứng với các nhóm OH trên bề mặt của sườn gel để hình thành các nhóm CH3O mà làm cho aerogel silica một phần kỵ nước và là nguyên nhân tại sao HTSCD silica aerogel nhìn chung có chất lượng cao hơn.

Hơn nữa HTSCD đã tìm được cách tốt nhất giảm thiểu sự co lại của gel. Đối với mỗi dung môi, các áp suất làm khô được biết cho nó sự co của aerogel là dưới 5%.

• Quá trinh LTSCD thì tương tự với HTSCD và cũng được thực hiện qua 3 giai đoạn : đấu tiên, sự biến tính gel được đặt trong autoclave, nhưng bây giờ được lấp đầy chất bảo vệ, chất lỏng không cháy cacbon dioxit 4-10oC đến áp suất 100bar để thay thế các dung môi trong lỗ xốp của gel. Khi tất cả dung môi được thay thế, autoclave được gia nhiệt đến 313K vẫn ở áp suất 100bar. Thứ hai, chất lỏng được nén đẳng nhiệt. Cuối cùng autoclave được làm lạnh ở nhiệt độ phòng.Như vậy, aerogel được làm khô bởi LTSCD thì co lại nhưng so với HTSCD, nó không gây bởi quá trình SCD nhưng bởi sự thay thế dung môi gốc bằng chất lỏng cacbon dioxit.

N y u

D + m/

Q m è K ạy

o c . le

G

g o o

2.3.2 Làm khô áp suất thường

11 Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

SILICA Làm khô áp suất thường (APD) là một trong số phương pháp được quan tâm nhiều nhất để giảm giá thành so với các quá trình làm khô của HTSCD và LTSCD. ADP nhìn chung được thực hiện qua hai giai đoạn: • Đầu tiên,làm silyl hóa các nhóm OH phải xảy ra để ngăn cản sự hấp thụ nước dẫn đến sự hình thành của aerogel ưa nước. Điều này được thực hiện bằng cách thay thế dung môi hiện tại bằng dung môi giải phóng nứơc và một tác nhân làm trơn hóa (ví dụ hexamethyldisilazane HMDS) dẫn đến sự thay thế của H trong nhóm OH bởi một alkyl chẳng hạn như CH3.

• Thứ hai, làm khô được thực hiện bởi sự hóa hơi ở áp suất thường và bao gồm ba bước: sau giai đoạn làm ấm, giai đoạn làm khô đầu tiên xảy ra ở đó thể tích mật của gel cân bằng với lượng chất lỏng bị hóa hơi khi nước tự do di chuyển liên tục đến bề mặt bên ngoài nhờ lực mao dẫn. Thời kỳ làm khô thứ hai, sự vận chuyển hơi khuếch tán sẽ chiếm ưu thế cho phép chất lỏng thoát ra chậm từ bên ngoài.

n ơ h

www.daykemquynhon.ucoz.com

N y u

D + m/

Q m è K ạy

o c . le

G

g o o

Bảng 1: Một số tính chất của arogel được sản xuất ở áp suất thường

12 Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

www.daykemquynhon.ucoz.com

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

SILICA

n ơ h

N y u Hình 6: Sơ đồ tóm tắt quá trình tổng hợp aerogel.

Q 3.Ứng dụng m è Aerogel silica có những tính chất đặc biệt do đó nó có rất nhiều ứng dụng K y ạ D + / m o c . le g o o G

13 Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

www.daykemquynhon.ucoz.com

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

SILICA II.Fumed silica Fumed silica là một sản phẩm tổng hợp từ silic dioxide được phân tán cao.Silica mịn có thể được phân nhóm theo các quá trình chế tạo chúng : sản phẩm tự nhiên, bán tổng hợp và sản phẩm tổng hợp.

Nguồn gốc sản phẩm thể hiện sự khác nhau rõ rệt các tính chất của các silica.

Sản phẩm thiên nhiên như bột quartz hoặc thạch anh, và bán tổng hợp bao gồm fused silica,silica fume, hoặc tro từ thực vật và quá tŕnh luyện kim là những sản phẩm silica dạng tinh thể ở kích thước micro hoặc lớn hơn vá có diện tích bề mặt lên đến 1m2.g-1, đôi lúc 10m2.g-1. Ngược lại, các silica tổng hợp từ các quá trình ướt hoặc phản ứng sốc nhiệt là các sản phẩm silica amorphous với diện tích bề mặt cao đến 100m2.g-1 và lớn hơn. Các quá trình ướt, mà dựa trên phản ứng hòa tan các silicate với dung dịch acid dẫn đến các silica-gel hoặc silica kết tụ.Cho đến nay, phương pháp sốc nhiệt quan trọng nhất là đốt các silane, điều này cho ta cách tạo sản phẩm đáng quan tâm-fumed silica.

n ơ h

N y u

D + m/

Q m è K ạy

o c . le

1/ Chế tạo

G

g o o

Fumed silica được sản xuất bằng cách đốt các silane bay hơi, chẳng hạn như silicon tetrechloride, dưới ngọn lửa oxyhydro. Ulrich đã mô tả về quá trình cháy dựa trên sự hình thành trung gian của các hạt đầu tiên trực tiếp liên quan tới phản ứng hóa học hơn là sự lắng đọng bề mặt. Tại nhiệt độ ngọn lửa cao ,sự va chạm và sự hợp nhất của các hạt tiền tố dẫn đến sự hình thành của các hạt cơ bản. Mức độ hợp nhất phụ thuộc vào độ nhớt của oxide nóng chảy, nó cao hơn nhiệt ngọn lửa đốt silicon dioxide và vào cỡ khoảng 1500K. Do đó, kích thước của các hạt silica cơ bản hay diện tích bề mặt SA = 6/(d*rsilica) thì liên quan chặt chẽ đến nhiệt ngọn lửa. Ở nhiệt độ thấp, sự va chạm và kết dính các hạt cơ bản chỉ dẫn đến kết quả sự nóng chảy từng phần và các kết tập hạt bền hơn được hình thành. Các kết tập silica được đưa ra khỏi ngọn lửa và làm lạnh, nhưng chúng vẫn va chạm.Vì bề 14 Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

www.daykemquynhon.ucoz.com

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

SILICA mặt của chúng bây giờ là rắn , những khối tụ của các kết tập được hình thành, mà được tổ chức với nhau nhờ tương tác lý-hóa bề mặt.(H1)

n ơ h

N y u

Q m Một cách tiếp cận rất có ích để hiểu biết sự è hình thành của các cụm hạt được K đưa ra bởi Meakin, người sử dụng khái niệm y về chiều lặp lại D, nó liên quan đến ạ nó M kích của một cluster với khối lượng củaD + / m o cbản dính chặt nhau để hình thành các kết tập ngay lúc . Ở nhiệt độ cao các hạt cơ e l dính gần bằng 1. Do đó, sự hình thành của các kết tập va chạm, tức hệ số kết g ongọn lửa bị chi phối bởi sự khuếch tán của sự kết tập nhỏ của fumed silica trong o các hạt cơ bảnG(DLA), mà cho một kích thước lặp lại kết tâp khoảng 2,5. Các giá Hình : Quá trình tạo fumed silica

trị gần với giá trị này là do sự tán xạ notron ở góc nhỏ (SANS), Dm = 2.6 sự tán xạ Xray góc nhỏ hoặc sự hấp phụ nitrogen ở 78K với D = 2.6-2.7. Ở nhiệt độ thấp hơn sự lắng của các khối kết tấp cho phép một phản ứng bị khống chế sự kết tập cluster (RLCA), khi các kết tập va chạm, và chúng sẽ tái sắp xếp vị trí của chúng trong RLCA để tối ưu các tương tác bề mặt.

RLCA cung cấp kích cỡ lặp lại của một khối lượng kết tập khoảng 2.1, tính đến lượng đa phân tán của kích thước kết tập.

2/ Tính chất 2.1 Cấu trúc hạt

15 Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

www.daykemquynhon.ucoz.com

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

SILICA Fumed silica có dạng bột trắng được đặc trưng bởi khối lượng riêng cự kỳ thấp khoảng 20-50g/l .Ngược lại, silic dioxide có khối lượng riêng thật sự của nó là 2200g/l.

Bất cứ thảo luận nào về cấu trúc hạt fumed silica phải tính đến sự chênh lệch rất lớn này. Phương pháp “mass fractal dimension” có thể cung cấp một đại thể nhưng là sự ước lượng có ích. Khối lựơng lặp thực bị giới hạn bởi kích thước của các cluster như một giới hạn trên và kích thước của các hạt như là giới hạn dưới.Theo đó, khối lượng riêng của cluster ρcluster có thể được tính toán từ khối lượng riêng của hạt ρparticle, tỉ số của kích thước cluster d cluster với kích thước hạt dparticle và “ mass fractal dimension” Dm của cluster (Eq2): ρcluster = ρparticle.(dcluster/dparticle)Dm-3.

n ơ h

Nhờ kính hiển vi điện tử kích thước của các hạt cơ bản trong các kết tập được ước tính khoảng 10nm. Đo kích thước hạt bằng cách xem kích thước của các kết tập phân tán trong một giếng chứa đầy dung môi trong khoảng 100nm. Nhiễu xạ laze của fumed silica được phân tán trong không khí cho kích thước kết tập lớn hơn 5pm.

N y u

Q m è K ạy

Dựa vào phương trình 2 và D= 2.5 từ DLA chúng ta ước tính khối lượng riêng biểu kiến là 700g/l. Khối lượng này đã được thực nghiệm xác định, khi fumed silica dạng bột bị nén sở thành các đĩa dẹt rắn. Dm =2.1 từ RLCA cho một kết tập có khối lượng riêng khoảng 20g/l - gần với khối lượng riêng của sản phẩm siêu mịn được chế tạo một cách tinh khiết.

D + m/

o c . le

Từ ảnh SEM và TEM (Fig 2 và Fig 3) ) các cấu trúc hạt chiếm ưu thế là các kết tập mà bao gồm các hạt cơ bản kết mối vững chắc và đồng nhất từng phần.. Các nhân tố đặc trưng của các kết tập silica này được tổng hợp ở Fig4 :

G

g o o

16 Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

SILICA

n ơ h

www.daykemquynhon.ucoz.com

N y u

D + m/

Q m è K ạy

o c . le

G

g o o

17 Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

www.daykemquynhon.ucoz.com

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

SILICA

n ơ h

Các kết tập fumed silica là những cấu trúc hạt phân nhánh và kéo dài với kích thước trung bình khoảng 100-200nm. Dựa vào ảnh TEM kích thước hạt cơ bản được cho là khoảng 10nm. Kích thước hạt rất nhỏ này tương quan tốt với diện tích bề mặt của fumed silica mà thường lớn hơn 100m2/g- được xác định bằng hấp phụ Nitơ ở 78K theo BET. Kĩ thuật hấp phụ và kính hiển vi điện tử cung cấp những giá trị rất gần của diện tích bề mặt. Điều này chỉ ra rằng fumed silica có bề mặt hạt nhẵn ở khoảng nanomet, dường như bề mặt của nó ngoài kích thước micro.

N y u

D + m/

Q m è K ạy

Sự vắng mặt của các vi lỗ xốp đã được chứng minh bởi dữ liệu SAXS và sự hấp thu nitrogen. Một lần nữa khái niệm rất hữu ích là tính lặp, trong trường hợp này là “surface fractal dimension” DsA, bề mặt không lỗ xốp được mô tả bởi Ds là 2.0, nhưng tổng toàn bộ phần xốp có thể lên đến 3,0. SAXS và sự đo hấp phụ trên silica fumed cho kết quả” surface fractal dimension” rất gần 2.0. Bề mặt nhẵn không lỗ xốp của các hạt fumed silica là tính chất đặc trưng nhất , vì nó sẽ đơn giản hóa các giải thích của các phản ứng hóa học bề mặt. Ngoài ra, bề mặt vi xốp sẽ làm giảm rõ rệt hiệu quả tương tác của bề mặt silica.

o c . le

G

g o o

2.2 Hóa học bề mặt Đặc tính hóa học của các chất rắn rất mịn với diện tích bề mặt cao là ranh giới giữa hóa học phân tử và tínch chất vật lý của bề mặt rắn. Bế mặt rất mịn của amorphous silica có thể được hiểu là sự kéo dài hai chiều trong số ba chiều của các tứ silic dioxide liên kết với nhau. Nhờ điều này đặc tính hóa học của bề mặt silica được chi phối bởi các đơn vị Si-Si, đặc biệt bởi các liên kết Si-O, mà sẽ tạo ra các nhóm silanol dưới sự ảnh hưởng của độ ẩm tại áp suất thường.

Mật độ của số nhóm silanol phụ thuộc chủ yếu vào quá trình sản xuất silicondioxide từ các quá trình ướt. Chưa có bằng chứng rằng fumed silica có chứa các silanol bên trong. Trái lại các sản phẩm silica từ các quá trình ướt, fumed silica 18 Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

www.daykemquynhon.ucoz.com

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

SILICA cho thất bề mặt các nhóm silanol thấp. Ước tính mỗi nguyên tử silic thứ hai trên bề mặt silica tạo ra một nhóm silanol. Phần lớn các silanol này không có liên kết hydro mà bị cô lập và cho một dải phổ hồng ngoại tại 3750cm-1. Thêm nữa các silanol bề mặt trên fumed silica thì có hoạt tính cao trong các phản ứng hóa học.Nhờ các silanol bề mặt cũng như bản chất oxide, fumed silica có năng lượng bề mặt cao và có thể thấm ướt bằng nước – do đó các silica chưa được xử lý thỉ thể hiện tính hút nước.

Các phản ứng acid—bazo là một trong số quan tâm phân tích cụ thể. Chuẩn độ silica bằng sodium hydroxida có vẻ không là một phản ứng hóa học gì lạ. Nhưng lợi thế của phản ứng acid-bazo là nó phân biệt một cách dễ dàng các silanol acid của silica với bất kỳ monomer , polymer nào khác hoặc silanol đã hóa nhựa. Chuẩn độ là dụng cụ hữu dụng cho phép mức độ phản ứng của các nhóm silanol bằng sự khác nhau của các tác nhân silyl hóa.

n ơ h

N y u

Dưới điều kiện phản ứng thích hợp phản ứng acid-bazo cho biết khả năng chứa hidroxyl hoặc mật độ các nhóm silanol của fumed silica khoảng 2 SiOH/nm2.

Q m è K Diện tích bề mặt là một trong số các thông số quan trong và thường gặp nhất để y ạ đặc trưng cho một oxide phân tán cao. Để định lượng và để chuẩn hóa dữ liệu phản D bề mặt được sử dụng nhiều hơn khối ứng bề mặt hoặc các tính chất hóa lý+thường /Khi làm việc với các mẫu silica được silyl hóa lượng oxide như giá trị tham khảo. m đề.oSự silyl hóa và xử lý bề mặt khác nhau fumed silica thì kết quả thu được có vấn c . rõ ràng sẽ làm thay đổie tính chất bề mặt của nó, trong số đó là nhóm silanol và l năng lượng bề mặt. g o o G 2.3 Diện tích bề mặt

19 Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

SILICA

n ơ h

www.daykemquynhon.ucoz.com

N y u

D + m/

Q m è K ạy

o c . le

G

g o o

Hình :Manufactured silica fume at maximum surface area of 380 m2/g

Sự giảm diện tích bề mặt thì lớn hơn đáng kể so với được xác định từ ảnh SEM hoặc từ sự trồng các hạt dựa trên lớp sily hóa. Rõ ràng, bề mặt bên ngoài phân tử của chất hấp bị phụ thụ mạnh vào năng lượng bề mặt của chất rắn vì được xác định bằng các thử nghiệm làm ướt hoặc mở rộng áp suất cân bằng từ hấp phụ khí. Có bề mặt năng lượng cao, vì fumed silica ưu nước do đó diện tích bề mặt BET từ sự hấp

20 Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

www.daykemquynhon.ucoz.com

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

SILICA phụ nito sẽ cho giá trị thật. Ngược lại, có vẻ bề mặt năng lượng thấp như đối với các mẫu silica silyl hóa, đơn lớp không có trật tự nên diện tích bề mặt giảm thấp.

3.Ứng dụng Fumed silica có nhiều ứng dụng rộng rãi trong trong nghiệp. quan trọng nhất là tăng cường tính đàn hồi như chất hoạt tính và làm đặc các chất lỏng như một một chất phụ gia lưu biến. Các thể tích silica nhỏ được sử dung như khói thêm vào các chất rắn dạng bột trong mực in cho máy in và máy photocopy, chất dập lửa hoặc thậm chí là thức ăn. Nó cũng được sử dụng như tác nhân chống bọtở dạng khối trong cáp cách điện, xúc tác, phẫu thuật thẩm mĩ, chất hấp thu, phủ giấy, dược phẩm , đánh bóng…tất cả các ứng dụng đều dựa tr6n hai đặc tính cơ bản của fumed silica có nguồn gốc sốc nhiệt : Cấu trúc được phân tán cao, các hạt được kết tập lại và một diện tích bề mặt hoạt tính cao.

3.1 Dòng chảy đều cho mực in

n ơ h

N y u

Khả năng của fumed silica để giữ dòng chảy đều của các bột rắn trực tiếp liên quan đến kích thước hạt nhỏ của các kết tập. Silica bao phủ bề mặt của các hạt bột và do đó ngăn cản các hạt này vón cục với nhau và sẽ phụ trợ như những quả bóng tao ra dòng bột.

Q m èphoto hoặc máy in thì phải phun K Dòng chảy tự dạng khí của mực in trong máy y mực chính xác và chất lượng. Nếu khôngạ có silica các dòng mực này sẽ giảm chất Dsẽ giúp ổn định dòng chảy. Ngoài ra chất lượng sau nhiều lần in. Silica kỵ nước + phụ nào cũng phải tương thích với /điện tích của mực in. Có thể điều chỉnh bề mặt mcủa fumed silic để hiệu chỉnh khả năng tích điện o c . e l g o o G

21 Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

SILICA 3.2 Làm đặc các chất lỏng Nhiều ngành công nghiệp và các quá trình chế tạo bề mặt đòi hỏi các ứng dụng khắc phục các vấn đề dung dịch lỏng, nhựa và polymer gắn trên các nền thẳng đứng như bao phủ, vẽ,sơn…Chất lỏng cần mỏng và dễ để sơn hoặc xịt nhưng các phim lỏng cần giữ trên nền cần có thời gian cứng lại. Fumed silica có tính chất của chất làm đặc hiệu quả mà không làm thay đổi chiều dày và trơ hóa học. Ngoài ra fumed silica là tác nhân tốt cho yêu cầu đàn hồi dưới ứng suất cắt lớn do có độ nhớt cao ở ứng suất cắt thấp.

n ơ h

www.daykemquynhon.ucoz.com

N y u

D + m/

Q m è K ạy

o c . le

G

g o o

Những hiệu ứng lưu biến mà fumed silica đặt trên một hệ thống chất lỏng có thể là do tương tác hấp dẫn của cấu trúc hạt và tương tác bề mặt.

22 Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

SILICA

n ơ h

3.3 Tăng cường tính đàn hồi

www.daykemquynhon.ucoz.com

N y u

D + m/

Q m è K ạy

o c . le

G

g o o

Tính chất cơ học đàn hồi liên quan đến năng lượng lưu giữ của sữ biến dạng.

Các phép đo động học ở trên các chất đàn hồi co thêm silicone chỉ ra rằng năng lượng phục hồi có thể liên quan đến entropy và enthapy. Phần entropy là chủ yếu vì sự giới hạn của không gian co giãn của các chuỗi polyner bởi sự có mặt của các hạt rắn silica.

III / Amorphous silica Amorphous silica có mặt trong đất đá, trầm tích và trong cơ thể sống. Ngoài dạng tự nhiên Amorphous silica còn được tổng hợp để phục vụ nhu cầu công 23 Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

www.daykemquynhon.ucoz.com

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

SILICA nghiệp.Silica amorphous tổng hợp (SAS) có hai loại dựa trên phương pháp tổng hợp : silica quá trình ướt (CAS#112926-008) bao gồm precipitate silica và silicagel, còn silica quá trình nhiệt bao gồm pyrogenic silica(CAS# 112945-52-5) 1.Tính chất

n ơ h

N y u

D + m/

Q m è K ạy

2. Tổng hợp Amorphous silica được chế tạo bằng sự acid hóa các dung dịch sodium silicate.

Ban đầu hình thành chất kết tủa dạng sệt sau đó được rửa và tách nước tạo ra silica không màu. Một phương trình hóa học tiêu biểu cho quá trình này là: Na2Si3O7 + H2SO4 → 3 SiO2 + Na2SO4 + H2O 2.1. Phương pháp ướt Sau sự acid hóa kết tụ lọc rửa sấy khô nghiền 2.2. Phương pháp nhiệt 3. Ứng dụng SAS có nhiều ứng dụng và sản phẩm khác nhau như: • Chất độn cao su và lốp bánh xe • Keo dán • Sơn và chất phủ • Các sản phẩm chăm sóc sức khỏe như kem đánh răng và mĩ phẩm • Dược phẩm Ngoài ra, Amorphous silica là một vật liệu thường được sử dụng nhiều trong các mạch để cô lập các vùng dẫn. Nhờ tính bền cơ, tính điện môi cao và sự chọn lọc cho sự các biến đổi hóa học, amorphous silica cũng trở thành vật liệu chủ yếu trong các mạch điện tử và sắc ký. Nhờ các tính chất độc đáo, silica thì có các ứng

o c . le

G

g o o

24 Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

www.daykemquynhon.ucoz.com

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

SILICA dụng rộng rãi : chips, các sợi quang học và cả kính thiên văn. Hơn nữa, những nghiên cứu sinh học phân tử dựa trên silica trong nhựa và các hạt quang học để nghiên cứu các đại phân tử sinh học.

Hình: Bó sợi quang từ silica có độ tinh khiết cao

n ơ h

Những năm gần đây, sự kết hợp giữa phân tử sinh học và kỹ thuật nanođã mở ra nhiều cơ hội cho nhiều ứng dụng liên quan đến các đại phân tử và silica chẳng hạn như nano điện tử, cấu trúc bán nano, kỹ thuật microarray DNA và cảm biến lỗ nano.

N y u

D + m/

Q m è K ạy

o c . le

G

g o o

Hình : Sự kết hợp của DNA và amorphous silica IV/ Crystalline silica 1/ Tính chất Dạng crytalline của silica được tìm thấy trong tự nhiên và cũng có thể tồn tại ở dạng tổng hợp. Trong số đó được tìm thấy trong tự nhiên là quart,tridymite và cristobalite, mỗi loại có nhiều hình thái bền ở những khoảng nhiệt độ khác nhau.

25 Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

www.daykemquynhon.ucoz.com

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

SILICA Tại nhiệt độ thường dạng bền là α-quart, ở 573oC-867oC là β-quarzt. Tridymite là pha bền đến 1470oC, từ nhiệt độ này đến 1713oC cristobalite lại là pha bền…

n ơ h

N y u

Q m è K y Bảng : Khối lượng riêng của một ạ số hình thái của Crystalline silica D + / silica Cấu trúc của các hình thái crystalline m o c .

Tên Khối lượng riêng Cấu trúc e l g/cm g o 2.648 o G 3

α-quartz

β- quartz

2.533

α- tridymite

2.265

26 Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

www.daykemquynhon.ucoz.com

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

SILICA β-tridymite

α-cristobalite

2.334

β-cristobalite

faujasite

melanophlogite

2.04

keatite

D + 3.011 m/

N y u

Q m è K ạy

o c . le

g o o

moganite

G

n ơ h

1.92

coesite

2.991

stishovite

4.287

27 Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

www.daykemquynhon.ucoz.com

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

SILICA Fibrous W-silica

1.97

seifertite

4.294

2.Tổng hợp Kết cấu của silica crystalline có các kích thước lỗ khoảng 6Å được tạo ra bằng cách nung một silicate alkylonium đã thủy nhiệt từ hỗn hợp chứa các tác nhân thiết yếu nước, amorphous silica và các hợp chất muối amoni tại pH ít nhất là 10.

3..Ứng dụng 3.1 Phân tách

n ơ h

N y u Đường kính của silclite khoảng 6A và thể tích riêng của lỗ xốp là 0.18cc/gam.

Q Cấu trúc xốp đồng nhất cho phép silic phân tách pxylene và o-xylene, m-xylene và m ethylbenzen. Sự phân tách của các hợp chất của có nguyên tử carbon bậc 4 khỏi è K những chất khác nhờ có các liên kết C đến Cythấp hơn cũng có thể sử dụng ạ silicalite như chấp hấp phụ chọn lọc.

D Crystalline silica silicalite không/+ có khả năng trao đổi điện tích nên là chất hấp nước cả trong pha hơi và pha lỏng. phụ tốt các chất hữu cơ tốt khỏi m o c 3.2 Trong đời sống hằng ngày . e l Silica có mặt tronggcác ứng dụng gần gũi nhất : gạch, kính, xe hơi, thủy tinh và o cho nhựa và các silica được dùng để lọc nước cho trồng gốm sứ, làm chấtođộn G trọt… Được dùng trong các ngành công nghệ cao sợi quang học, đúc chính xác và trong ngành luyện kim.

28 Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

SILICA Tài liệu tham khảo 1. Grose, “Crystalline silica”, 54,1977 2. R.Baetenn et al, Energy and Building 43 (2011) 761-769 3. J.Fricke, T.Tillotson, Aerogel: production,characterization, and applications,Elsevier.1997 4. W.R Grace, Synthetic Amorphous Silica product Stewardship Sumamary,2009 5. T.Sumiyoshi et al, “Silica aerogel in high energy physic”, Elsevier.

n ơ h

www.daykemquynhon.ucoz.com

N y u

D + m/

Q m è K ạy

o c . le

G

g o o

29 Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định