Химия кремнезема ч.2 - Айлер Р.
Скачать (прямая ссылка):
Удивительным является то, что тонкопорпстый аморфный кремнезем вступает в реакцию с аммиаком только при 550°С с образованием 512К20 и при 1250°С с образованием 813Н4. Отсюда сразу возникает вопрос, представляется ли возможным изготовлять горячим прессованием изделия из таких огнеупорных материалов, как получена серия оксинитрида кремния. Кварцевое стекло с дефицитом кислорода, которое лишь с трудом подвергается расстекловыванню, приготовляется посредст-
Силикагели и порошки
833
вом проведения реакции измельченного в порошок бора с аморфным кремнеземом [657]. Редкоземельные оксиды можно формировать в. виде кремнеземного соединения с внутренне однородной структурой еще до появления стеклообразного состояния: проводят гидролиз паров БЮЬ в водном растворе редкоземельной соли, затем высушивают и окончательно расплавляют материал. В результате получается флуоресцентное стекло [658].
Аморфный тонкопористый кремнезем оказывается настолько реакционноспособный, что его можно использовать для приготовления синтетических глинистых минералов. Гекторит, или со-содержащий магний бентонит, оказывается пригодным для изготовления электроизоляционного материала после превращения его в форму, содержащую серебро [659]. Каолин образуется в гидротермальных условиях при 200—300°С с использованием силикагеля в качестве источника получения кремнезема [660].
Карбид кремния высокой чистоты в виде светло-желтого порошка приготовляется путем реакции гидролиза БЮ^ в растворе сахара с образованием силикагеля и с последующим нагревом в инертной атмосфере при температуре 1800°С в течение 4 ч [661].
Добавление от 1 до 2 % пирогенного кремнезема к портландцементу улучшает его свойства благодаря высокой реакционной способности кремнезема [662].
В водном растворе ионы цинка вступают в реакцию с широкопористым силпкагелем с образованием силиката цинка вплоть до тех пор, пока на поверхности кремнезема не будет сформировано примерно семь слоев силиката. Поры, имеющие небольшой диаметр, ограничивают дальнейшее образование силикатных слоев, и поэтому такая реакция протекает недостаточно полно [663].
Образование зародышей в облаках
Цеттльмойер, Чессик и Техеурекджан [664] открыли, что для образования центров кристаллизации льда, или первого этапа формирования дождевых капель в облаке, оказываются активными- частицы кремнезема диаметром 30—100 нм при условии, что поверхность таких частиц состоит из мозаично расположенных на ней участков, представляющих собой гидрофильные пятна на гидрофобной поверхности. Гидрофобные участки этой поверхности должны составлять около 20—30 %. Взаимодействие пара воды с поверхностями различных твердых оксидов было объяснено благодаря проведенным исследованиям методами калориметрии с определением теплот смачивания, измерения диэлектрических потерь и отражательной ИК-спектроско-ппи [665].
27 Заказ № 250
834
Глава 5
Боучер [666] обобщил вопросы теории и практических приложений, относящихся к проблеме образования центров кристаллизации льда в облаках. Очевидно, что подобный эффект образования зародышей может достигаться в некоторой мере частично дегидратированной поверхностью кремнезема при не очень высокой температуре, но, вернее, за счет частичного покрытия гидроксилированной поверхности хемосорбированными гидрофобными органическими группами или органосилильнымн группами.
Подобное применение кремнезема в недалеком будущем станет практически важной проблемой, если только будет полностью достигнута экономическая выгода по сравнению с использованием для этих целей иодида серебра.
Наполнение хроматографических колонок
При наполнении колонок кремнезем может быть использован в трех направлениях:
1. В качестве адсорбента с поверхностью, содержащей сила-нольные группы пли совершенно другие полярные, неполярные или Ионообменные органические группы, присоединенные к поверхности.
2. Как пористое вещество, способное удерживать неподвижную жидкую фазу, которая и будет являться активным адсорбентом.
3. В качестве микропористой набивки, содержащей однородные по размеру поры, внутри которых наименьшие молекулы способны диффундировать с большой скоростью, немного большие по размеру молекулы — гораздо медленнее или же вовсе не иметь возможности диффундировать. В таком случае размеры пор позволяют использовать эксклюзивную хроматографию для определения распределения полимеров по их молекулярным массам.
Каждое из отмеченных направлений накладывает некоторые требования в отношении применяемых кремнеземов, которые должны обладать определенными структурными характеристиками, но обычно такие требования сводятся к следующим.
Частицы кремнеземного порошка должны быть сферическими по форме, чтобы можно было достигать однородной упаковки из таких частиц; они должны быть однородными по размеру с тем, чтобы обеспечивался равномерный поток через поперечное сечение колонки в любом месте; сферические частицы должны иметь размер в области' 5—50 мкм с целью получения максимальной эффективности работы колонки в пределах практически наблюдаемых падений давления по длине колонки; частицы должны быть однородными по пористости и иметь оптимальные струк-
