ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Некоторые общие сведения о химии поверхности кремнезема из "Инфракрасные спектры поверхностных соединений" Высокодисперсные непористые, микро- и макропористые кремнеземы — аэросилы, аэросилогели, силохромы, силикагели,, аэрогели, пористые стекла-—находят щирокое применение как адсорбенты в различных процессах осушки, разделения и очистки газовых и жидких смесей, как адсорбенты в газо-адсорбцио -пой и молекулярной жидкостной (на колоннах и тонкослойной) хроматографии, как носители катализаторов, как загустители смазок, как наполнители лакокрасочных систем и полимерных материалов. [c.93] Адсорбционные и химические свойства поверхности кремнеземов могут быть значительно изменены в нужном направлении. Это достигается как путем изменения их геометрической структуры (удельной поверхности, размеров пор. и их распределения),, так и путем изменения химии их поверхности в результате проведения различных поверхностных реакций. Обзоры работ по структуре скелета и пор и по химии поверхности кремнеземов и их адсорбционным свойствам приведены в ряде статей и монографий [1—7, 7а]. [c.93] Если не происходит отложения силикагеля при травлении, пористые стекла имеют губчатую структуру. Их удельную поверхность, размеры и объем пор можно также изменять в очень широких пределах. Распределение объема пор по размерам у пористых стекол более однородно, чем у силикагелей. Особое значение для хроматографии благодаря быстроте массообмена имеют макропористые и поверхностно-пористые стекла [16], в частности поверхностно-пористые капилляры [14, 17, 18]. [c.94] Гидротермальная обработка силикагелей и аэросилогелей при высоких давлениях водяного пара приводит к резкому снижению удельной поверхности и повышению содержания воды внутри скелета [11, 19—22]. При последующей сушке и прокаливании при повышенных температурах удаление этой воды приводит к возникновению дополнительной очень тонкой пористости. Эти тонкие поры (ультрапоры) могут быть устранены прогревом образцов в водяном паре при 1 атм и температуре около 750° С [7а, 19, 23]. [c.94] Кремнеземы с гидроксилированной поверхностью специфически адсорбируют молекулы, относящиеся к группам В и В. Эти молекулы обладают звеньями или связями, на периферии которых локально сконцентрирована электронная плотность (я-свя-зи, свободные электронные пары). Вместе с тем благодаря слабо кислому характеру силанольных гидроксильных групп на поверхности чистых образцов кремнезема передачи протона на адсорбированные молекулы обычно не происходит. Взаимодействие ограничивается образованием с молекулами групп В и О водородных связей. Для снижения специфичности молекулярных адсорбционных взаимодействий обычно проводятся реакции дегидроксилирования (при нагревании в вакууме до 1000° концентрация гидроксильных групп на поверхности аэросила уменьшается приблизительно на порядок [21, 26]) или реакции замещения поверхностных гидроксильных групп на алкилсилильные или ал-коксильные радикалы. В этом случае поверхность кремнезема теряет способность к специфическому молекулярному взаимодействию и адсорбент становится неспецифическим [7]. [c.95] Эти примеры показывают, что исследование адсорбционных свойств кремнезема требует детального изучения химии его поверхности. Задачи исследования химии поверхности кремнезема и проведения направленного синтеза новых поверхностных соединений требуют разработки и усовершенствования не только самих методов синтеза, но и методов анализа поверхностных соединений. Этот анализ чрезвычайно затрудняется относительно небольшим количеством поверхностных соединений по сравнению с общей массой адсорбента. Значительную помощь оказывает здесь масс-спектрометрический анализ в различных его вариантах [21, 22, 32]. Однако определение общего содержания функциональных групп или примесных центров на поверхности кремнезема еще недостаточно для суждения о механизме адсорбции. Сведения о структуре и свойствах поверхностных соединений на кремнеземах, а в благоприятных случаях также и об их концентрации, получаются из их инфракрасных спектров. [c.97] Вернуться к основной статье