硅胶干燥剂|变色硅胶干燥剂|硅胶干燥剂厂…导语:硅胶干燥剂是二氧化硅(二氧化硅)的无定形和多孔形式,由不规则的三维骨架组成,交替排列的硅和氧原子具有纳米级的空隙和孔...

硅胶干燥剂是二氧化硅(二氧化硅)的无定形多孔形式,由不规则的三维骨架组成,交替排列的硅和氧原子具有纳米级的空隙和孔。空隙可以包含水或其他液体,或者可以被气体或真空填充。在后一种情况下,该材料适当地称为二氧化硅干凝胶

干燥剂

干燥剂

二氧化硅干凝胶的平均孔径为2.4纳米,对水分子具有很强的亲和力,被广泛用作干燥剂。它坚硬半透明,但比块状石英玻璃石英柔软得多; 并在充满水后仍然坚硬。

二氧化硅干凝胶通常以直径几毫米的粗颗粒或珠粒形式商业化。一些谷物可能包含少量指示剂物质,这些指示剂物质在吸收一些水分后会变色。干燥食品包装中通常包含装有二氧化硅干凝胶颗粒的小纸袋,通常带有“请勿进食”警告,以吸收可能导致食品变质的任何湿度

可以从碱性 硅酸盐溶液中新鲜制备的“湿”硅胶的稠度可以从类似于明胶或琼脂的软透明凝胶到坚硬的固体(即浸水的干凝胶)变化。有时在实验室过程中使用它,例如,以抑制液体中的对流或防止悬浮颗粒沉降。

内容

  • 1个历史
  • 2种类
  • 3
  • 4再生
  • 5制备
  • 6用途
    • 6.1干燥剂
    • 6.2化学
    • 6.3猫砂
    • 6.4食品添加剂
    • 6.5水过滤
    • 6.6湿度指示器(蓝色/橙色硅胶)
  • 7危害性

历史

出于科学的好奇心,硅胶早在1640年代就已存在。它在第一次世界大战中用于吸附防毒面具罐中的蒸气和气体。1918年,约翰霍普金斯大学化学教授Walter A. Patrick授予了合成硅胶的合成路线专利。

第二次世界大战中,硅胶是用于保持战争努力必不可少青霉素干燥,保护军事装备免受湿气破坏,作为流体裂化催化剂,用于生产高辛烷值汽油,和作为用于制备催化剂载体的丁二烯乙醇(原料的合成橡胶生产)。

干燥剂

干燥剂

类型

  • A型–透明颗粒,近似孔径:2.5 nm,具有干燥和防潮性能,可用作催化剂载体,吸附剂,分离器和变压吸附剂。
  • B型–半透明的白色小球,孔径:4.5-7.0 nm,液体吸附剂,干燥剂和香料载体,也可用作催化剂载体,猫砂。
  • C型–半透明的微孔结构,用于制备硅胶猫砂的原料。进一步干燥和筛选,它形成大孔硅胶,用作干燥剂,吸附剂和催化剂载体。

硅铝凝胶-浅黄色,化学稳定,耐火,不溶于碱或氢氟酸。表面极性强,热稳定性好,性能优于细孔硅胶。

稳定化硅胶-非晶态微孔固体粉末,无毒,阻燃,用于啤酒谷物酿造厂,以改善口感,透明度,色泽和泡沫,去除非微生物杂质。

属性

硅胶的高比表面积(约800 m 2 / g)使其易于吸附水,因此可用作干燥剂(干燥剂)。硅胶通常被描述为“吸收”水分,这在忽略硅胶的微观结构时可能是合适的,例如在硅胶包装或其他产品中。但是,硅胶材料是通过吸附在其众多孔的表面上而不是通过吸收到大部分凝胶中来除去水分的。

干燥剂

干燥剂

再生

用水饱和后,可通过将其加热到120°C(250°F)1-2小时来进行再生。某些类型的硅胶暴露于足够的水中会“弹出”。这是由于与水接触时二氧化硅球破裂而引起的。

准备

硅酸钠水溶液酸化以产生凝胶状沉淀物,将其洗涤,然后脱水以产生无色硅胶。当需要可视地指示硅胶的水分含量时,添加四氯钴酸铵(II)(NH 42 CoCl 4氯化钴 CoCl 2这将导致凝胶在干燥时呈蓝色,在水合时呈粉红色。由于癌症和氯化钴之间的联系,因此在欧洲已禁止在硅胶上使用。替代指标是甲基紫 干燥时为橙色,水合时为绿色。

使用

干燥剂

在许多物品中,水分会促进霉菌的生长和变质。冷凝还会损坏其他物品,例如电子产品,并可能加速化学物质的分解,例如维生素药丸中的化学物质。通过包含硅胶包装,这些物品可以保存更长的时间。

硅胶也可用于使高频无线电或卫星传输系统波导内的相对湿度(RH)尽可能低(另请参见“ 湿度缓冲”)。波导内过多的水分积聚会导致波导本身内部产生电弧,从而损坏向其供电的功率放大器。而且,在波导内部形成并冷凝的水珠会改变特性阻抗和频率,从而使信号降级。通常使用小型压缩空气系统(类似于小型家用水族馆泵)来使波导内的空气在一罐硅胶上循环。

硅胶还用于干燥工业压缩空气系统中的空气。来自压缩机排放口的空气流经硅胶珠床。硅胶从空气中吸收水分,从而防止了由于凝结或水分而在使用压缩空气时造成损坏。使用相同的系统干燥铁路机车上的压缩空气,在此情况下,制动空气管中的冷凝水和冰会导致制动故障。

硅胶有时被用作保存工具,以控制博物馆和图书馆的展览与存储中的相对湿度。

其他应用包括诊断测试条,吸入装置,注射器药物测试套件和医院卫生套件。

化学

在化学中,硅胶在色谱法中用作固定相。在柱色谱中,固定相通常由40–63μm的硅胶颗粒组成。不同的粒径用于不同种类的柱色谱,因为粒径与表面积有关。粒径的差异决定了硅胶应用于快速色谱法还是重力色谱法。在此应用中,由于硅胶的极性,非极性组分倾向于在极性更大的组分之前洗脱,因此被称为正相色谱法。但是,当疏水基团(例如C 18基团)连接到硅胶上,然后先洗脱极性组分,该方法称为反相色谱法。硅胶也可用于玻璃或塑料薄板层析

可以将二氧化硅表面上的羟基(OH)官能化,以提供具有独特固定相参数的特种硅胶。这些所谓的官能化硅胶也作为不溶试剂和清除剂用于有机合成和纯化中。

螯合基团也已经共价结合到硅胶上。这些材料具有从水溶液中选择性去除金属离子的能力。螯合基团可以与已经接枝到硅胶表面的多胺共价键合,从而产生具有更高机械完整性的材料。硅胶也与碱金属结合形成M-SG还原剂。(请参阅SiGNa化学

硅胶不会在水或土壤中生物降解。

猫砂

硅胶也用作猫砂通过其自身或与更传统的材料,如粘土,包括组合的膨润土。它是非跟踪的,几乎没有气味。

食品添加剂

硅胶,也称为二氧化硅气凝胶或水合二氧化硅,在美国FDA列出为公认的安全(GRAS),这意味着无需批准即可将其添加到食品中。在美国21 CFR 172.480允许的范围内,允许以最高2%的比例向食品中添加二氧化硅。在欧盟,其浓度最高可达5%。

列出的用途包括:防结块剂,消泡剂,稳定剂,吸附剂,载体,调理剂,防冻剂,助滤剂,乳化剂,粘度控制剂和防沉降剂。

干燥剂

干燥剂

水过滤

考虑到硅胶的吸水性能,它可用于家用滤水器。硅胶的表面结构允许吸附一些溶解在水中的矿物质,或市场上出售的“离子交换”。由于缺乏家用滤水产品的法规,因此尚无研究证实制造商关于滤水系统有效性的主张。

湿度指示器(蓝色/橙色硅胶)

硅胶可以掺有水分指示剂,当它从无水(干)态转变为水合(湿)态时,其颜色会逐渐改变。常见的指标是氯化钴(II)甲基紫。氯化钴(II)干燥时呈深蓝色,潮湿时呈粉红色,但有毒且具有致癌性,在2000年7月被欧盟重新分类为有毒物质。甲基紫可以配制成从橙色变为绿色,或从橙色变为无色。它也是有毒的,并可能致癌,但足够安全,可药用。

危害

硅胶是无毒,不可燃,无反应性的,在常规使用中稳定。它将与氟化氢二氟化氧氟化氯,强酸,强碱和氧化剂反应。硅胶刺激呼吸道,可能引起消化道刺激,并且珠子上的灰尘可能刺激皮肤和眼睛,因此应采取预防措施。结晶硅粉尘会导致矽肺,但合成的非晶硅胶会硬化,因此不会引起矽肺。掺杂湿度指示器可能会产生其他危害

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