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 中性硅溶胶常见的四种制备工艺

中性硅溶胶的制作方式一直是研究的热点，用作硅源的原材料比较单一。具体有水溶性硅酸盐、SiCl4、(RO)4Si、单质硅等。可以根据原则来划分。一种是分散法。顾名思义，在特定条件下，使SiO2固体的粒子变小，在溶剂里制造硅的方式。另一种方式是冷凝方式。该方式具体是根据溶胶的聚合原理，在含有硅的无机物或有机物的液里利用化学反应生成的SiO2超细粒子生长，经过核作用生成硅的方式。通常在实际应用过程里结合使用上述两种方式。根据中性硅溶胶的制作工艺，可分为：

(1)离子交换法

这种制作方式是目前技术成熟、使用广泛的工艺，以水玻璃为具体原材料，通过强酸型阳离子交换树脂去除水玻璃里的钠离子及其他阳离子杂质，可获得稀聚硅酸液。离子交换反应如下：

一般来说，为了提高纯度，可以结合使用弱碱性阴离子交换树脂，从稀硅酸液里去除氯离子和其他阴离子杂质，获得高纯度活性硅酸液。此时应加入少量NaOH或其他碱性试剂作为稳定剂，使pH在8.5 ~ 10.5范围内。

接着将多晶硅酸液通过晶核的形成和晶粒生长得到母液后，在粒子生长反应的作用下，以一定速度将多晶硅酸液添加到母液里，就可以得到单分散、颗粒大小可控的硅。可以使用加热浓缩及离心纯化等手段获得高纯度硅溶胶产品。该方式的具体缺点是严格控制反应物浓度，离子交换树脂的再利用会产生大量废水。

(2)元素硅溶解方式

以元素硅为原材料，在无机物或有机碱(如纯氢氧化钠)的催化作用下，与纯净水反应生成硅溶胶的方式：

这种制作方式的具体优点是使用的原材料纯度高，制造的硅溶胶产品的杂质含量很少。同时，SiO2胶体的粒径、粘度、pH值、密度、纯度等指标也比其他方式更容易控制。但是，大多数粒子都是非球形的，并且经常无法控制形状。

(3)电解电渗析方式

这是用电化学制作硅溶胶的方式。首先，通过在电渗桶里加入电解质原材料，调节电解质液的pH、电流密度、温度等电解渗透反应的条件，Na将电解质液移动到电极的一端，在电极的另一端生成单硅酸H4SiO4，在聚合反应的作用下形成晶核，经过整个电渗过程。电解电渗析法制作硅溶胶的过程可分为电解电渗析罐的布置和所用电极的制作。电解质原材料的添加;电解电渗析过程的通电;制作硅溶胶成品。

(4)里和法

这种方式与离子交换法相似。全部以水玻璃为具体原材料，然后用离子交换树脂去除液里的钠离子，得到稀溶胶，制成晶种母液。不同的是，酸里法和法将稀硫酸、稀 盐酸等无机酸直接添加到氧化剂和稀水玻璃里，加入含有先前准备的结晶核的稀溶胶(即氧化反应)里。在适当的条件下，晶核进一步生长，浓缩纯化，就可以得到硅溶胶产品。所有这些过程都要严格控制混合液里的Na浓度、加热温度、液的pH、添加时间等工艺条件。

(5)其他方式

除上述四种常用制作中性硅溶胶的方式外，还有许多其他中性硅溶胶制作方式，如胶粘剂、气相硅石、分散法等。