Хімічні аспекти пірогенного синтезу високодисперсного кремнезему
Рассмотрен спектр элементарных реакций образования силоксановых связей кремнийкислородного каркаса частиц высокодисперсного кремнезема в процессе его пирогенного синтеза и основные пути формирования его структуры и гидратного покрова....
Gespeichert in:
| Datum: | 1999 |
|---|---|
| 1. Verfasser: | |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Russisch |
| Veröffentlicht: |
Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine
1999
|
| Online Zugang: | https://surfacezbir.com.ua/index.php/surface/article/view/32 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Surface |
| Завантажити файл: |  |
Institution
Surface| _version_ | 1869291111229423616 |
|---|---|
| author | Mironuyk, I. F. |
| author_facet | Mironuyk, I. F. |
| author_institution_txt_mv | [
{
"author": "I. F. Mironuyk",
"institution": "Інститут хімії поверхні НАН України"
}
] |
| author_sort | Mironuyk, I. F. |
| baseUrl_str | |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2018-11-27T09:43:02Z |
| description | Рассмотрен спектр элементарных реакций образования силоксановых связей кремнийкислородного каркаса частиц высокодисперсного кремнезема в процессе его пирогенного синтеза и основные пути формирования его структуры и гидратного покрова. |
| first_indexed | 2025-07-22T19:29:58Z |
| format | Article |
| fulltext |
Хtтшtия, фtrзtlкa и техHoЛoI'tlЯ пoBерхнoсTи Bьttl С' l 5-l9
УДК 541.183
Химические aспeкTьI Пирoгr[IIloгo синTeЗa
BЬIсoкoДисПrpснoгo I(реги }IеЗеNta
И. Ф. fuIupolltок
Инстtlтyт хими!t пoBеpхнocти НAH УкpaиньI.
yл. [.енерa.тa Нayмoвa. 17'0з|64' Киев, Укpaинa
Технoлoгия lroЛучrHиJl BЬIсoкoiцисПерсHoГo
пиpoГеllнoгo кpеМHеземa, paзpaбoтaннaя фиp-
мой Dеgussa ешIе в l940 г.' oкaзaЛaсЬ /IoBoЛЬHo
coBrpIIIеH}toй, пoскольку,цo нaсТoяшIеГo Bpе1\,{е-
Hи t'lе ПpеTеpПеЛa сyLцесTBенHЬlx иЗмеHений. B то
жr BpеN['l хиМиЧеские ПрoцессЬl' jlе}кalЦие B oснo-
Bе IшaМеH}IoГo ГидpoЛиЗa TeTpaхJIOридa КpеМHиJ{'
кoтоpьlй ПриBoдиT к oбpaзовaнию ЧaсТиЦ llиpo.
Геr{нoГo Sio" (aэpосиЛa), Haдежtto Hе lиффе-
pеЕlциpoBaнЬl и ДеТа,ilЬ}to tlе изyЧеHЬl. B пpе-
oблaДarощем бo:lьшrинстве paбот Пo сиA{Тезy и
изуЧеHиIo сBoйсТB этой фоpпrьl кpемHеЗrМa
oГpaHиЧивaЮТсЯ I1pиBе.цеHиеМ брyттo.схеlr
Прoцессa |1,2l
t12 + l,t2{)2 --+ LI2O;
siСl4 * 2|11О .-+ sio2 + 4Hсl.
Пoэтoму зaкoнor4ерности фopшlирoвaния yкa-
зaнньIх tlaстl,lц нa pa3jrиЧHЬIх эTaПaх TехIloЛoГи-
ческoГo пpoЦесса Hе HaI]IЛи обoснoвaнной ин-
TеpпpеТaцI]и с yЧеTol\4 oсoбeнноcтей хиМиЧе-
скиХ Пpевparцений Bo BреМя сиl{.Гrза B yсЛoBиях
знaЧиТr-qЬнЬIх ГpaдиеHToB TrN{ПеpalуpЬl и t(oн-
центpaций реaГеH]'oв и Пpo.цукТoв B ПЛaI\,Iеннoй
тpyбе [2l. Aнализ oоoбrнНoсTеЙ сoвокyпLloсТи
pеaкuий ПиpoГеHнoГo сllllТеЗa Sio. и их вЛияЕIиЯ
нa фоpмиpoвaние сТp!'кTypЬl и фvнкuионаЛь}to-
Гo ПoКpoBa микpoглобуЛ aЭpoсиЛa яBЛяе.гся
ПpеДМеToМ дaннoй pa6oтьI.
[Ipежле Bсегo. сЛеД-vrT oтмgгиТЬ pяд IlpиI-Iцt,t-
ПиaЛЬHЬIx oтличий ПиpoГе}Itlогo сиFiТезa Кpе\lllе-
зеМа oT хtилкофaзнOГt] \,lе'Ioдa П0Л}'ЧеHия li}/Tс]\l
ГидpoЛиЗa рaсTBopИМЬIx B Bo.це .'-]oе.ци}iеHий
кре\{ьtия (силикa'гoв lr(еЛoЧНьlх метa.lлов. l(il,t-
Г"}ots op-Гoкpеtvlниевtlй кl,lсЛo.I.ЬI! TеТpaхЛopидa
.t.: [1' Ф }vlupoнюк, |999
Расс.vtotttpеr| СnеКmp Эле.vеIlmаpньtх pесtкt1uЙ oбpазoванtlя сш|ОксанОвbtх связеtt к]lе,ttltttit-
кuс:'ltlpоdнo?о каpt<асa чсlСnluц вьtсокоduспеpС|tО?o кpе7'tнеЗе,|4сl в npОцессе е?o ttllр().,еtl-
l'lОс'0 СЦНt|1€:]а Ll оснoвrlьlе nупu ф'toputtpoванllя еZo сftIpукmуpьt u :udpаtttttoL'О |lок|1()(JLl.
кpемния)' ФopмиpoваНиe ЧaсTиц Sio. в }'с-ilt)Bt,l-
яx ПЛaМенF{oгo Ги.црoЛИзa HaчИНaеТся t.lpи Те\1.
Пеparypе 1300 К [2]. тoгдa кaк пpoЦrссЬl Пo-ll]-
кotlденсaЦии кpеМLIиrBIltх кисЛoT' Лежaщие B
oсltoBе rкиДкoфaзнoГo ПoЛyЧениЯ кpеMHезе\1a.
IlpoTекaюТ ПpеиМyщесTBеHнo lIpи кoN{нaТHol-1
темпeparypе [3].
oснoвньlм фaктopoм, oПpе,цeЛяющиМ зaкo-
нoN'{ерI{oсТи сTpукrypooбpaзoвaния' pосT и aГpе-
ГaЦию ПеpBиЧtIЬIх ЧaстиЦ Sio" в paсТBopе, явЛя.
еТся кисJIoTнoсTЬ реaкциottнoй сpeдьr [3]. B yс.
JloBиях BЬlсoкoTемпеpaтypнoгo rypбyлентнoгtl
ПoТoкa praГеHToB и ПрoдyкToB Пpи II.rIaмеHнo}l
Ги.цpoJlИзе ПoI]ЯТие кисЛoTнoсТи ТеряеT сМЬIсЛ' a
нa I]еpеДний плaн BьlсТуПa}oТ ТaКие фaктopьr.
кaк ТеМПеpaTypa' сКopoсТЬ ПoТoкa. сooTHoI'lIеHие
кoнЦеHтpaций pеaгентoв. oчеви:fно' Чтo дЛЯ
двyх ПриHципи.lJlьнo paзJ]иЧнЬ|х пyтей сиHTезa
/цисПеpсHoГo KpеМнезeМa сyщесTBеtIHo oTЛиЧa-
IоTся Hе ТoЛькo ГLloTнoстЬ pеaкциoн}|oй сpедьr,
KинеТикa oбpaзoвaния и poсTa зapoДьtrшей твер-
дoй фазьl Sio', нo и хиMическaя ПpиpoДa и N,'е-
хaн}tЗI\4 ЭЛеl\{ентaр}IЬlx ПpoцессoB Ге[IеpaцИИ ОИ-
J]OксaнoBЬ!х связей' их линейньIх' рaзBеТBЛеH-
HЬlх и сеTЧaTЬlх с,грукТyp. Oбpaзовaние сиЛo-
ксaнOBЬIх связей При ПoЛикoн.цеьtсaЦии oрTo-
кpемниевой КисЛoТЬI ПpOисхolциT зa сЧеT ЭЛеМеH.
TapHЬlх Ге.герoлиTиЧeсКих' pеaкuий взaимoДей.
сTI1ия сиЛaHOЛЬнЬlх ГpyПП Пo Мехaнизllу Snl
ЗajllеЩеЕlия OH-гpуппьI ГиДpoксиЛиpoBaнI{oIo
aТoМa кpeМния сиЛl{кaTнЬtМ aниoнolt =Sio [4l.
[Ipи гaзофaзнoм синTезе Sio' иN,lееТ l!,tесl'O Hа.
МHoГо более tпиpoкий сIIекТp pеaкций ГoI\10Ли-
'ГиЧескoй }l геTеpo.irитической ПpиpoДЬI. Пpеж.aе
},{' Ф- I{tpоttюк
BсеГo oТl,leTи]\,I' ЧTo pеaкЦия гopeниЯ Bo.цopoДа
нa Boз.ц\хе. Генеpиp\,}oIIlaя ГиДpoЛиз}'roЩllЙ pеa-
ГеrtT. - BOдУ. ЯRЛяеТся paЗBеТB,rIенHЬIN,{ цеПHЬl&I
ПpoЦессo]\I [5]' oбpaзуЮшlltесЯ Пpo\'Iе)куI.(]чНЬIе
paДикa]ЬI oН.. H.' o.. HO... кoHцеl{ТpaЦиЯ кo,Гo-
pЬIх Ha]\lнoГo ПpеBЬIrUаеТ кoHЦеtl].рaЦи}О l.еТpa.
х-lopиДa кpеN4}tиЯ' oЧеBи.цHo. иГрaЮТ Ba)кIt}'}О
poJIЬ B еГo хи]\{ИtIеских ПреBpаЩенИЯх.
Aна".rизиpуя нaибoJlее Bеp0я.I'tiЬlе pеaкции.
Ilpo].екaЮщие B yсЛoBиЯх tl.]IaN,lеFIHoГO Гидpo,Ill-l-
зa siC11. ]!'oж}tO BЬI.це.qиТЬ tlо кpайнейt Nlеpе llе.
BяTЬ paЗЛиЧttЬIх ТиПots ПpoЦrссoB 0 уr13g.1ц".'
]\{ОЛек)/Л ТеTpal'.topи.]a кpеtllHиЯ и обpaзyкlш{их-
сЯ иЗ неГo oЛиГo]\,IеpHЬtх сTpyl0уp.
1. PaдикaльHЬIе pеакЦии SiСlo и LПopсoдеp-
}кaшlих Пpo,ц}'к.гoB еГo ПpеBpaще}rий с кoltПo-
неHТaNILl Bo.цopoднo.кисЛopo]]нoГo l'IЛаMеЕlи'
Haпpипrеp.
siСl"+oH. ) siсl.o'+Cl..
SiCl. t H. .+ SiСl'. + ГIСl,
siСlo + o. _) SiСl.o. + Сl..
SiCl, + o. _+ SiСl.oСl,
Siс]l4 + o" -) SiCl.. + oСl.,
Siсl4 + I{o.. _) SiСl.oH + oCl.,
SiСl^, + l-1g". _) siСlro.. + HСl'
SiCl1+ Ilo]. .-) siСl.o. + НСlО,
Siсl.OIj + I{. *-) SiСl.o. + Н',
SiClroH + oH. -+ зSiсlro. + Н"o
И T' I1'
2. ГoпtoлитиЧескIlе pеaкциИ paЗpЬlBa свя:зей
Si-Cl и Si-oH. Oсновaниеrt Д,lЯ paссN{o.Гpеt-lия
пo.цoбньlх pеaкuий явЛЯЮТсЯ pеЗyЛЬTaТЬl paботьl
[6], в котopoй шtетo,цoьr десopбшиoнгlо-гtoлевoit
il,,laсс-сПекTpolltеTpии усTaI]oвЛеHa Чaсl.LtЧнaя
/цестp}'кциЯ ГиДpoксиJЬHoГo ПoкpoBa ПиpoГеt]-
нoго Sio. B Baк},уN{е пpи 970 К с oбpaзовaН!Iе]\{
pa.цик&]ots oH. ПoскоЛЬкy сBязЬ Si-o пpoннее,
чепr Si-Cl [7], lro;кно ПpедПоЛoжиTЬ' LITo l]plt
Т:l000_1з00 К сoединеHИ't сo сBязя\rll Si-oн
и Si*Сl спoсобньt ЧaсTиЧнo диссoцl,tирoвal.Ь.
ГеllеpиpYЯ oTнoсиTeЛЬlto ]\,IaЛoaкTl{BltЬtе Рaди-
кaльt =Si..
3. Pеaкциlt взипloдейстBия paдикашoв =Si. с
кoN'tIloненТalt{и ПЛaМе}iи, IVo;кно paсс]vtoTреТЬ
Tакие ПpotIессЬl:
=Si. + Н. _+ :SiH
(эти стpyкrуpЬl TеpМиr{ески нсстaбtfЦЬHЬI и сюlоЕ].
ttЬI к "]еГкONIY oкисЛеЕIИio Дo =SioЕl)
=Si. +.FIo. + =SiОH.
t6
_> =SiooH _+ =Sio. + oН.,
-+ :SiOr' -) =SiO' + O',
H. --) =SiH + [{',
H,o -+ =SiОt{ + H.,
IJCI + =SiCl+ F{',
SrClo + =SiCl+ SiСl,.
иТ.Д.
4. Геr.еpолиT}lЧеские pеaкцLlll гидpолизa SiСl,
и хЛopсoilеp)ф(aщLlх ПpoДyктoB еГo ПpеBpaЩе-
ний. К ниМ oТl]oсЯТсЯ ПpoцесcЬI
SiСl. + }{.Q -+ siCl.oH + FlСl,
Siсlr
'(oН),'
* Н,o _+ SiCl.
"(oH)"-,
( n: 1-3 ),
a ТaЮке praкЦии ГиДpoЛиЗa ХЛopсoдер)+(alцих
oЛLtГo]\,rеpoB si,"Сl.o,.(oH)', oбpaзyrошIихсЯ Пpи
кttHДеtlсaЦиoнI{Ьlх ПpеBpaщеriиях (см. дaлее).
5. Гетеpo-пиТические peaкrlии oбpaзовaния
сllЛoксaнoBьlх связей пpи кoI{деHсaц}IИ cИЛa-
l{oЛЬHЬlx ГpyПП
:SiOн + нosi: _) =SioSi= + H,o.
6.ГетеpолиТиЧеские pеaкции обpaзовaния
сиЛoксatioBьlх связей Пpи BзaиМoдействии си.
ЛaHo-:iЬHЬlх и ХЛopсиЛltЛЬHЬIх ГpyПI]
=SioH + СlSi= _+ =SiОSi= + HСl.
7. ГетеpoлиTиЧеские pеaКции ttуютеофильнo.
Гo зaN,tещeHия ГиДpoксLL']a в си.i]aHoльнoй гpуппе
нa аТo]l1 LГIopа
:sioн + Нсl -> =SiСl + Hzo.
По Дatrirьtшt paбoтьl |8] хлopистьlй вoдopo:I
pеaгиpyеT с ГpyППa]\,tи :sioFl. нaчинaя с 820 К'
Эффективrroсть взaипlодействия tsoзрaсТaеT с
тепlгlеparypoЙ.
B' BoсстaнoBЛеHиr SiCl. и Х.JlopcoДеp)кaш{их
сoединений ]\toЛекyЛяpнЬIМ вo.цopoдoм' B слy.
чaе TеTpa)О.loРиДa кprN,IHиЯ иI\,tееМ
SiСl., + 2H, -+ Si + 4р161.
oбpaз)тoшtи йcя пpи эToI'YI ЭJIеМе Hтapньlй кpемний
Н€l\'t€,]:l€НHo oкИсЛяеТсЯ дo Sio,.
9. Пpяlroе oкислeние ТeТpaхЛopидa кpеIvlниЯ
NloЛек},ЛяpнЬIN{ кисJ-IopoДoМ
SiClu+O, + SiO"+291,.
oчевиднo, ЧТo и хЛoрсoдеpжaщие сoeдиIlеI;иЯ, и
ПpoдyкTЬI ПpеBpaщений Siсl.{ бyлщ oкисЛяТься B
)t(есTКиx vсЛoBиях плaшrенной гpубьr.
Следует oTN{еT}tTЬ еЩe oдин фaктop фopп,rи-
poBа}lия сТp}'КrypЬt ЧaсТиЦ ПиpoГеНнoГo кpеj!I-
HеЗеNra' По дaнньlм paбoтьt [9.| пpи .I'еМПеpаrypе
]270 к ДaвЛсние пapa Sio, нaд ..МaссиBнЬIМ''
кpеNlFlезеNloNl сoсТaBЛЯеT oкoЛo l0-. мм pт. с't.
Хотя этa веЛt{Чина И oЧеtlЬ ]\{aЛa' ГpoN,{aД}ror кo-
:qi. + нr) .
rrv)
:Si' + O:
=Si'*
:qi. +
=Si'+
=Si'+
Xtlltlrческlrе aсПектЬt tтирoгеtittoГo сltllтезa BЬlсoкoJlисIlерснoГo креi\1неЗеМa
ЛиЧесT.Bo уЛЬTpaдисПеpсHЬlх ПеpBt{ч}lЬlх' Чaстиц
aЭpoсиЛa обуслaвливаеТ, Пo НarЛе,\ty МнeHИю'
дoBoЛЬHo ЗaNtеTHoе }/ЧaсТ}ir ЭToГo кaнaЛa нa-
сЛoеHия Дl,loKсиДa кpе]\tttиЯ в фopпrиpt-lвании егo
с.Гpyl(Т},pЬl.
Этoт дaлекo Hе ПojlHЬtЙ aнa,rиз сBидеТеЛЬсT-
ByеT o BoзNlo)tiFloсTи с},lцесl.BoвaнИя N{нo)кесТBa
кaHаЛoB Геt.IеpaЦrrи связеi,r si_o_Si и poсTa tlеПо-
ЧеЧtIЬlх сLi.lloксaHС]BьIх сrp),к.г\.p И o сТpе\1и-
тельнoй I(инеТиt(е фopьrиpoвaниЯ I\1[lкрoг.lоб1,л
aэрoсиЛa. Поэтoшlу сТaНoBиТся ПoHЯТ}tЬIN{! Пo-
че]vIу }.)ке нa HaЧ€шЬHolt oTpезке ПЛar,tеНHot-l Тp\.-
бьl практинески заBеplltаеTся ПpoЦесс сТpyкТ},-
pообpазoвaния [2]. Бo,цьrцое paзнooбpaз}lе каtla-
лoв oбpaзовal'iИ'l сBязей Si-.o-Si и си-IloксaHoBЬIх
ЦеПoЧек обеспечивaeт BьIсoкytО П.rloTHoсТЬ
сТpyкТурЬI oбpaзyrоЩихся ЧaсТиц ПиpoГеНHoГo
Sio,. Пpи эТoM сЛед}.еТ оTNIеTИ.ГЬ. tlТo Те\{Пеpa-
Тypa реаКttиoнной сpедЬI B НaЧaЛЬНoй зоне п"цa.
менr"roй тpyбьl прltблrtзитеЛЬHo сooТBеТсТBу.еТ
ТеМПеpaТypе Taltь,lанa+' Пpl,t ПpеBЬIl]lеНиl'l кoTo-
poй нaнllнaloтсЯ aк.гt{вI.lЬlе,циффузиoHHЬtе Пpo-
ЦессЬl в твеp.Цoй фазе [l0]. !иффyзиol]tlЬlе Пpo-
tIессЬl с ]\tассoПеpеHoсol\1 B ПoBеpхнОсТнo}'{ Шapе
частиц сoBN'tесТF{o с ПрoЦrссa}!и HaсЛoе}lИЯ Зa
сЧеТ paзнooбpaзньtх хI-{N,lиЧеских pеaкЦllй I4
oса)кj]eHия Sio, нa tloвеpхtloсТь ltз гaзовoй фa-
ЗЬl, иNIеrоtц}te сToхaсTиЧески}"l хapaкTеp' обеспе-
ЧtJBaюТ бo.пьLп1.ю Пo.цBl'{xttloсT'Ь Bе1цесГBa B Пpи.
lloBеpхL{oсTной oб'цaстtl tl oбуслaBjtиBaЮT oПре.
.цеЛеHHoе подoбие B сТp)'к.Г}.pе шtикрoг;ri,.бул aэ-
poсИЛa Пpи BЬlсoкoйl теir-lпеpaтyре сo сr.pукrypой
расrlЛaвa Sio,. Не с;rr чaйнo HекoТopЬlе иссjlедo.
BaTеЛи (см.' нaпpипlеp, Il l]) сuитaют, ЧTo aЭpo.
сиЛ сoст.oиТ из NlиКрoсфеp п.laвлеI-{0Гo квapl1a,
Минимальнoй свoбoдной энеpгии частиц Sio,
сooTBеTсTвуеT иx сфеpltнеская фopьla, чтo сo-
ГЛaсyеTся с ЭксПеpиN{еHTоN't [З]. Этolrу ;ке кpи-
TеpиЮ yдoBЛеTBopяеT и ПoBеpхнoсТЬ ЧaсТиL( aЭ-
poсttЛa с ]\{ини]\{an Ьн Ьl N! ЧИс".IoI\{ терi\{ина-lЬHЬlх
фyнкuиoншIЬHЬlх Гр}'ПП. Если пpoвесTИ aнaЛo.
Гиto l\tе)кДy сТрoеЕ{ие]tl ПoBеpхнoсTи aмоpфньlх
п.tикpoглoб1lЛ ПиpoГеHHoГo кре]\,lГ{езеNla t{ oПpе-
Деленнойl ГpaHЬю эЛеrlеHТaрнoй ячеЙки Toй иjIи
иной кpистаJlЛиЧескoй шroДификaцrrи Sio.. тo в
нaибo,цьшrей степени cTpуктypa ПoBеpх}loсТHoГo
сЛoя aЭpoсl-lЛa lцoЛiкнa бьtть ttoдoбнa CТp}'кТуре
Гpaни (l l l) p-кpltстoба..ttlта (рaзpьlв яЧе}"{ки Гlo
этсlй гpaн и сooTBеTсТBуеТ j\{ иHl-{Nl&l ЬL{olt}, Чис,.ly
рaзopBaн}-tЬlx i-.вязей). Такaя анatoгия бьlлa oбнa-
* .Цля oксltдoв геr'Перarypa
.l-itьtьtaнa
't.с;lьно 0'6 lr}lПеparypьi lrлaв,rснrlя [l0J.
py}(енa зксIIеpиМrHTzLTЬHo Пpи изyЧении стpoе-
Hия ПoBеpхHoсTи и тoпогpaфии ГиДpoКсиЛЬ}toГo
I1OкpЬ]Tия ПиpoГrllHoГo кpеМFlеЗеМa \{еToдoМ
ипtщ-льсltoй ЯМP-спектрoскoПии I]a яДpaХ
кpешtния-29 [12]. o бoлее-менее paв}roшlеpнoМ
paзN{еЦlеЕ{ии сТpyкТуpнЬlх Гидpol(сиЛoB Ha Пo-
BеpхHoсTи aэpoсиЛa сBиДеTеЛЬсTBy}oГ lt более
paHние pеЗyЛЬТaТЬI хи]!1}lческoГo Зoнд}lpoBaHиЯ
с Пo}lОщьЮ pеaкциoнHoспосoбньtх MojlекyЛ-зoн-
дов, спoсoбLIЬIх зai\'leсTиТЬ ПpaкТиЧескИ Bсе Tеp-
Ntll}tzшЬFIЬIе с}lЛaI{oЛЬнЬIе ГpyППЬl ГpyППaNIи Maк.
сиIv{а'rьHoГo paзN{еpa, кOТopЬIе не создaвaли бьl
сТеpИЧескиХ ПpеПяТстBий дpyг лpyгy Il3].
Paссшtoтpиlt ТеПеpЬ t{екoТopЬIе деТаJlи B}{y].-
pеI{неГo сTpoeН}rЯ rlaсТИц ПиpoгенFloГo кpе]!1не.
ЗеNla нa paзHЬlх с.Ia.цияХ фоpшlиpoвaния их
сTpуt(ТvpЬl' КoТopЬlе pеaЛиЗyЮTся B pаз}rЬIх yЧa.
сткaх TrХнo'гIoГиЧескoil линиt't B ШIиpoKON! иIl-
TеpBaЧе ,ТеNlПеpaтyp. B нaчaльнo]ll уЧaсТке pеaК-
циoннoй зoнЬl, из котоpой отбиpaлись обpaзuьl
Sio. (Т=l170 К), хoТЯ }l .цoсTиГн}"ТьI yже ГеoI\1IеТ-
pические paЗМеpЬI ЧaсТиЦ B ЦеЛoМ' Bсе же BFry'г-
pеннЯя сТрyкTуpa r{acTиц. Пo }Iaш]еMy l\{Hеtlи}О'
€Щe z]ajl€Кo oт кoHеЧHoй. .{ействиTелЬнo, сTo-
хaсТИЧеский хapaктеp хиlvlиЧеских ПpoцессoB.
oченЬ динaN{иЧHЬIх Пpи тaкoй BЬ]coкoй темПеpa.
T}pе. Hе гaрaHTирует с.ГoПpoце}lТнoГo ПpеBpa-
lЦенl,lЯ Llopсt{ЛиЛЬrtЬtх' Гp}/ПI] B сoBoкуПнoсТь
сt,tЛoксaHoBьtх связей. Кpoме Toгo' кaк y;ке укa-
зЬtB&цoсЬ. Пpи BЬIсOKих TeN{ПерaТypaх ПpoисхoДиT
вза ишtoдеЙсTBие с llгlaнoЛ ЬHЬIх Гp1т]П с хJloрисТЬl]!{
BollopolloN1' кoтоpьtй зaTЯГиBaетсЯ Bt{уTрЬ глобyл
Пpи сТрукrypooбрaзoвaHk4L1' a сaNIa pеaкцИЯ ГI4Д-
рojtИзa связей Si_Сl в ЭТих усЛoBиЯх сTaнoBИTcя
обpaтимой. Haличие ГpyПII :SiCl (a тaк-rке
= SiCl,и -SiСl.) B кpеN{HеЗеМHoNl сKеЛеTе обyслав-
JlиBaеТ paзpytUе[lие oсHoBtlЬIХ сTpyкTypнЬlх ЭЛе-
N'{еLIТоB кpеMFIезеI\Ia и сиЛикaТoв _ кpемнийкис-
ЛopoДr]ЬIх TеТpaЭДpoв, p€BpЬIBЬI в непpеpьlвной
сиЛoксaнoBoй сетке и обpaзoвaние полoстей
(кaвеpн), paзмеpЬl кoTopЬIх иЗMенЯtoтсЯ сиrlбat.-
tlo сTеПеHt,l х-гIopиpoBaНия aTOМoB креN{tlиЯ. с
КoTopЬlми и связatlo oбpaзoвaние кaBеpн. Тaкllе
ГloЛoсTи Ilpи BЬIсoкoМ сoдеpжaF{ии Bс)J'ЬI B pеaк.
циoннoй сpеlце HеиЗбеrкнo бyл1.г зa\BaТЬItsа-ГЬ
зHaЧиТеЛЬHЬIе ее КoЛиЧесl'Ba. o BерОЯIHo.Тt1
с}.ш{еcТBoBaниЯ yкaЗaннЬlх Пo.1oсТеГl. H:i.ЬiЦi.H-
НЬIх BoДOЙ, сBидеTеЛ ЬсТtsyеT }l€ С Ь. с-\.l Ь Кi. .r,1
r. Н Ь -
шaя уД'е,.rЬHaЯ ПoверхHoсть (бtl.lьllltii .рс tiltl|t
рaз]\tеp uaстиц) в обpaзЦах l{З вЬIсt)к!r. е\1псirlt-
ту.pнoй зоньl тp1,бьl [2]' B l]Ь..'гlек', il.r\ ТoIli\
обpaзцoв нaблrоДаетсЯ r1|{l.ij.1'1зil:l;'] .Li{prlк3Я
ПoЛoсa IIoI.JIolIlеIltiя в с.б. la; l ;1 .] 6(')1 ' .] l i.l0 сrt
-
.сс]сТавЛяст пэllб.lttзtl-
i-
[t, Ф' "|Iupсlнюк
oбycЛoB.цеHнaя paзЛиЧt{ьINtи фopNIa]\,lи \toЛеку-
ЛяpFIo сBязaнHoй вolцЬt [2.l. Укaзaнньtе oбpаЗцЬI
ltojl;|кrtЬI сo.цеpжаТЬ ЗнaЧиTеЛЬЦ,}o кoHцен]paЦ}1}o
неГИДpoЛизoBaннЬlх связей Si_С]l и ЗaМеTI]ЬIе
кoJlllЧесТBa HCI. кoтopЬlй еurе llе \сПе.I /iиф.
фундиpoвaTЬ I{a ПoвеpхнoсТЬ ЧaсТиЦ Sio^. Рез-
кoе oх,qa)к.цеltие oбpaзuoв (oт .ГеМПеpaТурЬI
1170 К ]]o кoNlнal.Hoй) нa эТaПе oT oтбopa oб-
paзЦa ДО pеГl4сTpaции иК-сПекTpoв иЛи из\'rе-
pениГr pH ле"raет pеaкЦиК) Ги/цpoЛизa хЛopси-
ЛилЬнЬlх ГpyПП неoбpaтиllой, но с несI{oЛЬкO
зa},rеДЛеHHoй кинетttкой в сл1,нае ПpoсTpаHсТ-
Bеtltlo ]\{aЛoДoсТуПHЬIх хj.Iopси,'lиJlЬFlЬIх сТpуК-
т.уp. Эти oбpaЗцЬl ОкаЗaЛLlсЬ jloBoЛЬ1{o кис'.lЬl-
шtlt (по.цaнHЬIl\{ [2] pH аэpoси.Пa A-175 сOсТaB-
ляет 2.30)'
I ipoдв и>кение вдo.:l Ь TехгIoЛ oГLlЧесксlй ЛLll1ИИ
в ГpаtlиЦах rtлartеннoli тpу6ьr сoПрoBo)кдaе].сЯ
сyшlесTB е I{}l ЬI l\.t Гl oни)I(е l{ие I\4 Те [,IПеpaTурЬI ПoTo-
кa. сo/lеp)кalцеГo Чaстиl{ЬI ПиpoГеH}IoГo креl\1l.tе-
зешla. Это сoЗдаеТ более блaгoпpиятt{ЬIе vсЛOBиЯ
дЛя Гиr]poЛиЗa oсТa.I.oЧtlьlх связей si-Сl, a ТaЮке
BЬlдеЛеHиЯ oПpе.цеЛеl.IноГo кo,1иЧествa Н.o L4
HСl из BLI\/Tpе!-IниY пoлoстей (за сиeт Nlенее иtl-
TеllсиBHЬIк колебaний ЭЛеN{еHTов кpеьlнийкис-
ЛopoДHoГo скелетa). Этo сoгtpовo)к,цaеTся Чaс-
TиЧllЬIN'I ..ЗaЛечиBaнlrешt'' вщ'тpеHtlttx дeфектoв _
ПoЛoc.Гей - и обpaзoBaHI4е]\{ бoлее ..сПЛoullloй''
сиЛoксaнoвoй сgтки B сl.pукrypе SiО.. Кaк и сЛе-
дoBа-rIo o)кl{.шaТЬ, образЦьI, отoбpaнньIе B зo}lе с
шtеttьшей теп,rпеpaтуpoй ( 10 l 0 К). сo/цеp}(al.
MеrIЬrше BojlЬi! o Че}| сB}I/цеТеЛЬстB},еT at{&циЗ и\
ИК-спектpoв в oблaсти B.UIентнЬIх кoлебaний
o-Н. и oбrla,]arот более кисЛЬl\.1и, Че}' y рaс-
с МoTpеHIlЬlх paнее oбpaзцo B, с Bol"lсTвaми (pH= 1,45 )
[2]. ;]a-lьнейruеe пoниясе}{ие Теl\tпеparypЬI ПoТo.
кa (920 К) сoпpовo)кДaеТся симбатньtьt изN{е}{е-
HиеN,I сoДеpя(aниЯ Bo.цЬi B oбpaзцaх' бo,,1ее чет-
киNI llpoЯBЛеtlиеI\{ ПoЛoсЬl 3.7 19 cхц-' BaЛенTHЬIх
кoлебaний О-H силaнo"цЬHЬlх ГpyПП t{ Пollи)t(е.
Hие]\{ кисЛoТнoсTtl суспензий aЭpoсиЛa. Эти xа-
paкТеpис,ТиКи NIaПO изN,1еняroTсЯ }l ПocЛе BЬlхolцa
иЗ П'rla\.IеHНоЙ тpyбьl [2]. КислотHoсТЬ oбpaзuoв
ПИрoГеHнoГo S i o' .цо сTaди И лесоpбI lиlt llесКo.;l Ькo
вoзpaсTaеТ B и}rTеpBaЛе рFl : 2,27*2^15' Кисльtt"t
хapaкТеp \'кaЗaHHЬIх oбpaзuoв oб1,слoвлен' пo
Ilaш]еI\Iу ]vlt{ени}o, непoлнoтoй гaзофaзнoгo Гид-
poлизa сТерlrЧесКи Тр},дHoдoсryПHЬIх хЛoрсИ.
лиЛЬHЬIх ГpyПП B с.ГpJ-кrypе Sio.. кoтopЬ]е, Те1\4
l{е NtеHее. ItoЛl-toсl.Ьк) дехЛopИpylОтся в жидкой
фaзе пpи tlрt{ГoТoBЛеHии сусПеHзии дЛЯ иЗi\{ере-
ний pH. oбpaзoвaние вь{yTреЕIHих сиЛанoЛЬllЬtх
ГpyПП l-1 их /цaЛЬHейLlaя кotlдеЕlсациЯ ПpиBoдяT
18
к ЗtiaЧI,I].еJIЬllЬlN{ BHyTpеHЕlиI\{ нaПpя)кеtlиЯIv' ts
сTрyк.rypе и C)l(аТp{}о микpoглoбул Sio" (этo со-
oТBеТсТByеТ HекoTopoMу BoзpaсTaHию у.Цельной
ПoBеpхЕloсТи сooТBетсTBуtОll{их обpaзuов [2]).
Pассмoтpимt' I-IaКo}lеI(' BoПpoс об oбpaзова-
}Iии B ПpoЦессе синТезa из чaсТиц Sio,твер,r'ьtх
aГЛoNlеpаToв (гpитa), не)кеЛaTеЛЬнЬ]Х B кo}lеtl.
}roN{ Прo.lyкте. Кaк бьlло пoкa:зaнo в [2], КoЛиЧе.
сТI]o ГpиТa HеПoсpе:lсTBен}lo сBЯзaнo с сol]еp)кa-
t{иеl\I Bo.цЬl в сфopшrиpoBaвш]иxся чaстиЦax Sio.
и pезкo уNIеHЬшaеTся с ТеМtiеpaтypоЙ Ha уЧaсTке
oT кoНеЧHoГo oТpезкa гlлartеннoй тpyбьr дo I.Iи-
lLIlОHoB. ФоpьIиpовaHие уКaЗaHl]Ьlx aГЛoМеpa.гoв
Nto)(l-to oбъяснtlть o.сlUиBаHиеМ'' ЧaстltЦ aэpoси-
Лa с ПolvtoЩЬЮ paсТBopеHHЬlХ кpе]\{HиеBЬIx кtl-
слoт, oбpaзy}Оlцихся Пpи Пpoцессaх ЧaсTичHoГo
paсTBopеt{ия ПoBеpхЕloсTHЬIх сTpyкТyp NlИкpo.
г.пoбyл' кoTopЬIе тем эффекTиBllее, чеNt BЬIl1lе
TеN{Пеpal.ypa' сo.цеp)кaltие BollЬI и Д.иcr.IеpснoсТЬ
Sio, [з]' oпpеделеннЬIМ ПoД',lГBеp)tQfеHиеNI ЭTих
ПpеДсTaBлений мoя<ет бьtть oбнаpyхсеннoе в [2l
сyЩесТBеHI{oе уlvIеньllIеtlие кoЛиЧrсТBa Гp}rTa B
кoнеЧнo]\{ ПpoДyкTе' есЛи B десopбеp ПoДaеТсЯ
Bolцa.
Тaкишt oбpaзопl, ПpoBеДеHtlЬtЙ aнaлиз хиМи.
Ческt]х ПpoцессoB сTpyкrypooбpaзoвaния даеr
BoЗ]\ro)кНoсTЬ oбЪясIIиTЬ oПpедеЛенHЬlе зaкoHo-
Iuеp}]oсTИ фоpмиpoвaнИя сTpyкTуpЬI ПиpoГеHllo.
Гo кpеN{l{еЗrNta B yсЛoBияx,гехHoЛoГическoГс
Пpoцессa и Е{екoTopьlе сBoЙсTвa ПoЛyЧaе]\1ЬI}
oбpaзцoв Sio.
Литеpaтуpa
1.I,|,аgпеr Е'' Bruппеr H' // Angеw. Сhеm. - \960._12
l'fe I 9120. - S. 1 44-1 50.
2. С1utкo P. B., Tаpаcевuч IО, С,, Хo-цlа М, 11' и lp' l
Aлсоpбшия и a.Цсоpбентьl. - l977.-Ng 5.-С,з2-з6.
З. Аit'tеp P. Хltrrllя кpеN'IнезrМa: B 2-х ч'- М.; Миp
l982' - ч. |-2.- 1121 с.
5
Сopбентьl нa oснoBе силикaгеля в pa.ц,иoхиtvtии
Б. Н' Ласкoрuн, B' B. Сmpeлкo, ,Q, H. Сmpаэюеcкtl
B. L|. Лeнttсor'з._ M.: Aтoпllrздaт, 191.7 ,* З04 c.
Куpс физинескoй хиьrllи / Пoл рел. Я' LI' Гераcu
'уtoва'' М.: Хишrия, 1966, Т. 2'*656 с.
6. Гopлoв IО. II , Гoлoваmыti B' Г'' Кoноnlя j|4. |v,I.
Ч1,йкo А.,4. // Tеopет. И экспеpиNt. химия.- l980.-
l6, Ns 2. - С.202-20,|.
7, Гшlлесtзu P. Геoпrетpия МoЛеIсyЛ. - М.: Миp' l975..
278 с.
8. Теpnlьt.r B' А', Павлов B. B,, Гopлoв IО. 14.' Tкачеtt
кo К I1' // Теopет. и эксIIерI{м, хиМия. - |919'
15. N'r.1. - C. 400-405.
9. Ауеltlн ,,1. Г llКoллoи.ц. жypri.- 196.|, * 29' N9 l.
С. l6 _20.
Хиьtические aсПек'гЬl ПиpoгеIlнoI.о сиI{тезa BЬlсoкo.цисllеpсIloгo кpеМнезеМa
|0' Меtiер r{ Физlпiо.xllМifLlескaЯ l(pисТaпЛoГрaфto. _
М'; Метaплуpгъlя, 1972'_ 419 c'
1|,Кttcе,lев А, B, Льtаuн B И ИнфpaкpaснЬIe
сПеl(тpЬt ПoBерхr{oсТнЬlх сoеlциненltй и aдсoр-
биpoвaнньrх BеIцесTB. - \{.: Ha1'кa, 1912. -
439 с.
|2.Лunnлlаа Э Т' Самос,rlн А, B., БpеЙ B B., Гop-
',tов IО. Il |i Дoltr' AIi СсСP.- l981._259' N92.-
с. .103_408,
|З'Теpnlых IЗ' А , Бе-'tякоrза "Гl' l, ХимическИе pеaк.
циt,t с yчaсТие1\'1 пОt-tерхнOстti КреN.lнезерra. _ К.:
Ha.vк. lупrкa' 199 l -261 с.
Гlсl,'t1'aенo 10 06'99
Хiмiчнi aсПeкТIt пiрогенноl.o сIltlТезY BIlсoкoДисПерснoгo кpе}tt|еземy
I' Ф. Mupонюк
Pозz-zяttупtо спекnp е.1е.|tеllt?|аpнuх pеакt1iЙ уntвopенt|я сu..loКссllloв|lх Зв'язкiв к1lе'tl-
нiit-кttсttевО?o каpкаСу час|nшroк в||с,oкodLrсnеpСнОZО кpеlrнеЗeму в пpot1есi ijсl,:o пi-
po?е|1нo2o СL!tlI|1еЗ'у mа oСнoвl|i ttt.lяхu фopмування t|o?О сmpvк|?lуpu i zidpсtmнozrl
11ОкDuву,
Chеmiсal aspесts of pyrogеniс slnthеsis of siliсa
I. F. Мironu1,k
А l,аriеtу of еlеnrcпtаry- rеаСtiОt1s оf siloхапе bсnd fоrrпаtioll iп Si_О skеlеton oJ'dispеrsе
silicа pаrtiсlеs in thе prosеSS of its p1,rogепiс sупthеsis is с|isсLtssеd iп dеtаils, апd Ihе routеS
frlr thе forпшtiott of-irs Srrllс!цrе апd h),сlt.аtе сol,еriпg аrе апаlуzеd'
|
| id | oai:ojs.pkp.sfu.ca:article-32 |
| institution | Surface |
| keywords_txt_mv | keywords |
| language | Russian |
| last_indexed | 2026-03-12T17:01:58Z |
| publishDate | 1999 |
| publisher | Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine |
| record_format | ojs |
| resource_txt_mv | surfacezbircomua/91/b0c23457f7820c9f75576879bcc17191.pdf |
| spelling | oai:ojs.pkp.sfu.ca:article-322018-11-27T09:43:02Z Chemical aspects of pyrogenic synthesis of silica Химические аспекты пирогенного синтеза высокодисперсного кремнезема Хімічні аспекти пірогенного синтезу високодисперсного кремнезему Mironuyk, I. F. Рассмотрен спектр элементарных реакций образования силоксановых связей кремнийкислородного каркаса частиц высокодисперсного кремнезема в процессе его пирогенного синтеза и основные пути формирования его структуры и гидратного покрова. Рассмотрен спектр элементарных реакций образования силоксановых связей кремнийкислородного каркаса частиц высокодисперсного кремнезема в процессе его пирогенного синтеза и основные пути формирования его структуры и гидратного покрова. Рассмотрен спектр элементарных реакций образования силоксановых связей кремнийкислородного каркаса частиц высокодисперсного кремнезема в процессе его пирогенного синтеза и основные пути формирования его структуры и гидратного покрова. Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine 1999-06-07 Article Article application/pdf https://surfacezbir.com.ua/index.php/surface/article/view/32 Surface; No. 3 (1999): Chemistry, Physics and Technology of Surface; 15-19 Поверхность; № 3 (1999): Химия, физика и технология поверхности; 15-19 Поверхня; № 3 (1999): Хімія, фізика та технологія поверхні; 15-19 3154-8091 3154-8083 ru https://surfacezbir.com.ua/index.php/surface/article/view/32/31 Авторське право (c) 1999 І.Ф. Миронюк |
| spellingShingle | Mironuyk, I. F. Хімічні аспекти пірогенного синтезу високодисперсного кремнезему |
| title | Хімічні аспекти пірогенного синтезу високодисперсного кремнезему |
| title_alt | Chemical aspects of pyrogenic synthesis of silica Химические аспекты пирогенного синтеза высокодисперсного кремнезема |
| title_full | Хімічні аспекти пірогенного синтезу високодисперсного кремнезему |
| title_fullStr | Хімічні аспекти пірогенного синтезу високодисперсного кремнезему |
| title_full_unstemmed | Хімічні аспекти пірогенного синтезу високодисперсного кремнезему |
| title_short | Хімічні аспекти пірогенного синтезу високодисперсного кремнезему |
| title_sort | хімічні аспекти пірогенного синтезу високодисперсного кремнезему |
| url | https://surfacezbir.com.ua/index.php/surface/article/view/32 |
| work_keys_str_mv | AT mironuykif chemicalaspectsofpyrogenicsynthesisofsilica AT mironuykif himičeskieaspektypirogennogosintezavysokodispersnogokremnezema AT mironuykif hímíčníaspektipírogennogosintezuvisokodispersnogokremnezemu |