силикагель

СИЛИКАГЕЛЬ

аморфные формы кремния диоксида -кремнезема, состоящие из коллоидных сферич. частиц размером от 10 до 100 нм и отличающиеся по степени гидратации — от почти безводного кремнезема до пластичных студенистых масс с соотношением H₂ О: SiO₂ 8 100. Представляет собой полупрозрачные или меловидные зерна белого или желтоватого (из-за примесей) цвета; в высушенном состоянии хрупок; мало раств. и не набухает в воде и органических растворителях.

Структура С. состоит из цепочечных трехмерных агрегатов с силоксановой связью Si—О—Si в точках контакта, образующихся в результате связывания дисперсных обособленных частиц в процессе получения С. при переходе золь-гель. Структура С. построена из тетраэдров SiO₄. Предполагают, что С. состоит из упорядоченных микрообластей, по-видимому, со структурой кристобалита. Поверхность С. может быть полностью гидроксилирована — образована сила-нольиыми группами SiOH, либо быть силоксановой, состоящей из атомов кислорода с незначит. долей изолированных или парных групп SiOH.

С. получают взаимод. силиката Na с кислотой (H₂ SO₄, HCl, CO₂). Процесс включает образование золя, застудневание и созревание геля, промывку и сушку. Наиб. твердые и прочные С. получают из разб. растворов при низких значениях pH и температурах ниже комнатной. С. также выделяют из конц. золей коллоидного кремнезема взаимод. щелочного силиката с солью аммония. Наиб. чистый С. может быть получен гидролизом соединений Si (SiCl₄, ортокремниевых эфиров и др.).

С. с заполненными водой порами, формирующийся в жидкой среде, представляет собой гидрогель (аквагель). Соотв. спиртовый гель наз. алкогель. При удалении жидкой среды происходит сжатие структуры-образуется ксеро-гель. Высушивание без усадки м. б. проведено, напр., удалением жидкости из гелей в автоклаве при нагр. выше критич. точки. Таким образом получают аэрогели.

Близки к С. кремнеземные порошки. Они состоят из разделенных, агрегатов первичных коллоидных частиц и имеют высокий уд. объем пор. Наиб. тонкодисперсные порошки кремнезема получают окислением или гидролизом паров SiCl₄ при высоких температурах (торговые назв. — "кабосил" в США, "аэросил" в Европе).

Для С. характерны большая величина поверхности (5–800 м²/г) и высокая пористость, хорошая термостойкость, не-значит. собств. каталитич. активность, безвредность для биол. объектов. Поверхность С. можно модифицировать орг. и неорг. соединениями. С. применяют как наполнитель шинных резин ("белая сажа") взамен техн. углерода, как сорбент для осушки газов и жидкостей, в хроматографии, как носитель катализаторов (напр., Pt, V₂O₅), компонент орг. полимеров, смазок, косметич. препаратов и т. д.

^{Лит.: Дзисько В.А., Карнаухов А. П., Тарасова Д. В., Физико-химические основы синтеза оклсных катализаторов, Новосиб., 1978; Айлер Р., Химия кремнезема, пер. с англ., т. 1–2, М., 1982.}

_{В. В. Сахаров}