硅胶的用途有哪些
时间：2014-09-18 阅读：3553
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东莞市浩荣塑胶贸易行 -
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硅胶是具有三维空间网状结构的二氧化硅干凝胶,属多孔性固体物质,孔分布范围广,具有很大的比表面,表面覆盖有大量的硅烷醇基因〔三Si-OH),具有一定的活性。使它成为干燥剂、吸附剂、催化剂及催化剂载体等,被广泛应用于工业生产。
用于干燥剂
1、由于硅胶孔特性的不同决定了它作为干燥剂的性能不同。细孔胶由于孔径小,孔容小,比表面积大,在低湿度条件下的吸附量大于粗孔胶。而粗孔胶的孔径大,孔容大,比表面积小,在高湿度条件下的吸附量大于细孔胶。所以细孔胶适用于低湿度条件下的干燥。如用于压缩空气的干燥,粗孔胶则适用于较高湿度条件下的干燥,如用于化工原料气的脱水。换句话说,细孔胶的干燥深度要比粗孔胶大(但是在湿度太小,温度太高的条件下,即使是细孔胶也几乎失去了干燥能力这是则要选用分子筛或其它干燥剂干燥)。这也就说明了在干燥包装过程中,环境温度高,湿度也不算高的情况下,细孔胶的水分较粗孔胶的水分容易超标的道理。这里特别需要明确的是硅胶在吸附水分的过程中,容易炸裂,堵塞输气管道,使仪表失灵,影响生产,遇水不裂硅胶的应用,基本上解决了这个问题。在干燥过程中,为了指示硅胶的吸湿程度,掺入蓝胶指示剂,通过指示剂的颜色变化来指示其吸湿程度,还可粗略判断环境相对湿度。其实,蓝胶指示剂也是一种细孔胶,它的吸附量要比对应细孔胶小,而变色范围也小,另外,一定量的细孔胶的比表面积大于粗孔胶的比表面积,这也是造成细孔胶的吸附性有别于粗孔胶吸附性的不同的一个重要原因。
2、用于变压吸附这是利用其特殊的孔结构(即孔分布范围小),推密度的细孔胶在较高压力下选择性吸附CO2在较低压力或真空时解吸的原理,经过周期性的压力变化,达到分离、净化、回收的目的。
3、用于催化剂硅胶结构中,水以羟基形式和硅原子相连形成硅烷醇基(即三Si-OH)而覆盖于硅胶表面,酸性较弱,有一定的选择性与稳定性,对某些反应亦有催化作用,主要用于有机合成反应,如甲烷和硫生成二硫化碳,环氧乙烷异构化生成乙醛,三聚氰胺气相合成等。用作催化剂的硅胶,对其颗粒的大小、形状、孔结构及在反应器中的堆积方式,都有一定的要求,因为它直接影响一个反应系统的物理过程。硅胶颗粒大小不同所提供的催化活性外表面不同,而孔结构决定了内部孔壁所提供的催化活性内表面,高孔隙率的硅胶可提供大量的内表面,同时,孔隙大小还影响反应物分子进出难易(多选用孔径较大的硅胶)。硅胶颗粒的大小、形状和堆积方式还决定催化床层中空隙大小及分布,后者将影响流体流动时所受的阻力。例三聚氰胺在用尿素常压气相催化合成法生产时,以氨气为载气,以粗孔球形硅胶为催化剂,粒度为40～120目,采用流化反应床。
4、用于催化剂载体载体是催化剂活性组分的分散剂、粘合剂及支承物。硅胶恰具备催化剂载体所应有的特性。
a.分散作用多相催化是一种界面现象,因此要求催化剂活性组分具有足够的表面积,这样就须提高其分散度,使其处于微米级或原子级的分散状态。载体可以使活性组分分散到一定分散度并保持其稳定,但并非所有催化剂的比表面愈高愈好,对于部分氧化反应,高分散度会导致副反应增加(为此,硅胶用作载体时,多选用粗孔或大孔性硅胶)。一般而言。低比活性(单位表面积的活性)组分应用高比表面的载体,高比活性的活性组分则应根据反应系统的特性(反应系统的热负荷,反应的选择性等)选择适宜的比表面载体。而硅胶是一种多孔性物质,比表面、孔容的变化范围大,提供各种催化剂选择较合适孔结构的余地非常广泛。
b.稳定剂作用对于强放热反应,催化剂表面温度相当高,采用热稳定性好,比表面积高的硅胶载体,可增加散热面积,利于传热过程,提高催化剂的热稳定性。同时,可将活性组分微晶阻隔开来,防止微晶在高温条件下转移,以至使活性组分的微晶发生半熔或再结晶。
c.支承作用可以利用载体赋于固体催化剂以一定的形状和大小,使之符合工业上应器中流体力学条件的需要,载体使催化剂具有一定机械程度是十分必要的,否则在使用中破碎会导致阻力增大,流体分布不均等,使反应难于进行。硅胶具有三维网状结构,强度好,活性组分主要分布在硅胶内孔中,在用流化床的反应过程中,硅胶载体是催化剂颗粒之间,粒子与器壁、档板、旋风除尘器之间摩擦作用产生的力的主要承担者。
d.稀释剂作用对于高活性的活性组分,若用硅胶载体时,同样可起到稀释作用,降低催化剂的活性,以保证热平衡,且保证了催化剂的活性、选择性,并节省了活性组分用量,降低了成本。
5、以硅胶为原料,生产高附价值的,性强的硅胶新品系。
a.以粗孔胶为原料,粉碎提纯、粒度分级,通过一定工艺条件可制得液相色谱固定相硅胶和用于分离、分析的薄层层析硅胶与柱层层析硅胶。
b.以粗孔、细孔胶为原料,粉碎后和硅溶胶粘接造粒形成遇水不裂胶,作为硅胶,分子筛的前期缓冲干燥剂等。
c.细孔胶浸染氯化钴后,用作干燥剂的指示剂。
d.粗孔微球硅胶、特细微球胶通过浸渍活性组分制成催化剂。
e.微粉硅胶经过表面处理制得薄膜抗粘剂、增稠剂、清光剂等。
硅胶产品的用途与其工艺特性紧紧相连。性硅胶是未来硅胶市场的需要。主要利用硅胶的孔特性及由此产生的吸附性。因此,研究硅胶的工艺特性具有非常重要的现实意义。