В обширной области подготовки химических материалов газофазный гидролиз занимает важное место в приготовлении химических веществ. Коллоидный диоксид кремния натрия со своими уникальными преимуществами. Этот метод позволяет точно контролировать распределение частиц по размерам и чистоту продукта, а также гарантировать, что полученный золь кремнезема имеет хорошую диспергируемость и стабильность.

Основным сырьем газофазного гидролиза являются хлорсилан, например тетрахлорид кремния (SiCl₄), и водяной пар в качестве реакционной среды. Это сырье необходимо тщательно проверять и предварительно обрабатывать, чтобы гарантировать его чистоту и реакционную способность. Также необходимо подготовить соответствующее количество водорода или кислорода в качестве газа-носителя для доставки сырья в зону реакции.

Реакционный процесс газофазного гидролиза происходит следующим образом.
Смешивание и нагревание: Хлоросилан и водяной пар смешиваются в определенной пропорции и нагреваются до высокой температуры, необходимой для реакции, с помощью системы предварительного нагрева. Этот температурный диапазон обычно составляет от 1000 ℃ до 2000 ℃, в зависимости от типа реагентов и условий реакции.
Газофазный гидролиз: при высоких температурах хлорсиланы подвергаются бурным реакциям газофазного гидролиза с водяным паром. В этом процессе связь кремний-хлор в молекуле хлорсилана разрывается и соединяется с гидроксидом в молекуле воды с образованием диоксида кремния (SiO₂) и хлористого водорода (HCl). Уравнение реакции можно упростить так: SiCl₄ 2H₂O → SiO₂ 4HCl.
Зарождение и рост. По мере прохождения реакции образующиеся частицы диоксида кремния начинают зарождаться и постепенно расти. Эти частицы остаются во взвешенном состоянии в газовой фазе и образуют более крупные частицы в результате столкновений и полимеризации. Газообразный хлористый водород, образующийся в результате реакции, быстро выбрасывается из реакционной системы, чтобы избежать неблагоприятного воздействия на процесс реакции.
Охлаждение и сбор: Частицы диоксида кремния, образующиеся в результате реакции, с потоком воздуха попадают в зону охлаждения, быстро охлаждаются, затвердевают при низких температурах и поглощаются водой с образованием золя кремнезема. Чтобы улучшить стабильность и диспергируемость золя кремнезема, может потребоваться дополнительная обработка раствора, например добавление стабилизаторов или корректировка значения pH.

Золь кремнезема, приготовленный методом газофазного гидролиза, обычно требует серии последующих обработок для удаления примесей, регулирования распределения частиц по размерам и улучшения характеристик продукта. Эти этапы обработки могут включать фильтрацию, промывку, сушку и диспергирование. Конечный коллоидный кремнезем/кремнезем натрия обладает хорошими физическими и химическими свойствами и широко используется в точном литье, производстве покрытий, бумажной промышленности и носителе катализаторов.